【读论文】利用激光强度信息分类激光扫描测高数据(2005)
刘经南 张小红
**摘要：**三维机载激光扫描测高数据中不仅含有每个激光脚点的位置和高程信息, 而且越来越多的系统同时能提供激光脚点回波信号的强度信息。 不同反射面介质对激光信号的反射特性不一样, 用实测的数据对激光回波信号的强度信息进行统计标定, 并基于标定结果, 实现了联合激光强度信息和高程信息进行分类的算法,获得了较为满意的结果。
**结 语：**目前 ,能提供强度数据的激光扫描测高系统还有限,即使是能够提供强度数据的激光扫描测高系统, 其强度数据一般也较为模糊 ;此外 ,激光回波的强度不仅与反射介质的特性有关 ,还同激光的入射角度、激光脉冲作用的距离等因素相关。因此 ,目前单一依靠激光回波强度数据进行数据的滤波和分类还具有一定的难度。如果将来的系统能提供清晰的强度图像 ,并能给出标定指标体系,经过统一改化后,彼此有一致的参照标准,那么不仅能融合激光强度数据进行激光测高数据的分类,还能基于激光强度图像进行地物的提取等。
1.该论文研究了什么？
不同反射面介质对激光信号的反射特性不一样, 用实测的数据对激光回波信号的强度信息进行统计标定, 并基于标定结果, 实现了联合激光强度信息和高程信息进行分类的算法,获得了较为满意的结果。
2.创新点在哪？
现有的大部分方法都是基于激光脚点的高程数据进行数据的分类和分割。
本文试图探讨利用激光回波信号的强度(intensity)信息进行数据分类 ,目前（2005年）国际上类似的研究还处于初始阶段[ 9] 。
3.研究方法是什么？
一、利用激光回波信号强度信息进行分类，地面介质表面的反射系数决定了激光回波能量的多少 ,地面介质对激光的反射系数取决于激光的波长 、介质材料以及介质表面的明暗黑白程度。
二、不同介质激光回波信号强度的标定由于激光回波信号的强度同多种因素有关 ,在融合强度信息进行分类时 , 首先要进行强度信息标定(所谓的标定就是确定同一航带相邻区域不同介质表面对激光散射强度的量化指标)
表 2 给出了几种典型地物的实际标定结果 。需要说明的是,这些值并不是一个定值,即使对于同一介质表面,对于不同的激光扫描系统 、不同的飞行高度及不同的天气状况等具体条件, 激光散射回波强度系数也会有很大差异。而对于同一测区 ,飞行条件比较接近,此时可近似地认为激光回波强度只同表面介质有关, 建立一组强度和介质的对应关系,达到区分介质属性的目的。这正是在融合激光回波强度信号进行数据分类分割前进行标定的意义所在。
三、利用激光强度数据进行数据分类实例
激光脉冲打到相同的物质表面时, 其回波信号的强度较为接近 。每种物质对激光信号的发射特性是不一样的 ,根据这一特性,能非常容易地区分树和房屋的边界 ,特别是当树和房屋靠近时 , 用常规的基于高程变化的数据很难将两者分开;相反 , 借助于激光强度信息,对于同一高度的点,位于房顶和位于树上的点所对应的强度信息是不一样的
4.得到的结论是什么？
基于每种物质对激光信号的发射特性是不一样的这一原理,笔者用实测的数据初步实现了利用激光强度信息和高程信息进行滤波和分类的算法, 并获得了较为满意的结果(图 6)。
