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[IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 瓦伦西亚（2018.7.22-2018.7.27）] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - Dart模拟的激光雷达波形数据高斯分解
摘要： 光探测与测距（LiDAR）技术已广泛应用于星载、机载和地面平台。理解LiDAR数据需要能够精确描述发射激光脉冲与反射目标之间物理相互作用的建模方法。不同系统、平台和应用的多样性产生了多种LiDAR数据类型。然而，大多数现有物理模型仅考虑单脉冲配置来模拟大光斑LiDAR波形，这些波形与标准数据格式不匹配。因此，在许多情况下，模型输出与实际LiDAR系统（尤其是机载和地面激光扫描系统ALS和TLS）的研究需求适配性不佳。离散各向异性辐射传输（DART）模型能为所有平台类型的多个LiDAR脉冲提供精确高效的模拟。本文介绍了DART LiDAR模块的最新进展：对模拟的ALS和TLS波形进行高斯分解，并以文本和标准ASPRS LAS格式提供LiDAR点云及波形数据。
关键词： 点云、DART、波形、激光雷达、机载激光扫描、高斯分解、地面激光扫描
更新于2025-09-23 15:23:52
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从奥地利库伊塔伊崎岖高山地形（Kühtai）的地面激光雷达点云中获取空间分辨的正常节理间距及原位块体尺寸分布数据
摘要： 地面激光扫描（TLS）技术可用于对因地形险峻、高?；虿饬磕讯裙蠖薹怪苯拥鞑榈难抑时咂陆械刂恃芯俊＝诶砥骄渚嘤朐豢樘宄叽绶植际茄姨逄卣髌兰鄣墓丶问?，但现有方法通常仅通过统计分析或小范围区域评估。本研究结合测线数据与新型点云数据自动化分析方法，对阿尔卑斯山区某岩质边坡的节理特征进行了系统表征。该位于奥地利朗根塔尔地区的边坡具有典型高山地貌特征，其花岗闪长片麻岩受非贯通节理切割。通过测线数据与TLS扫描，我们获取了节理组产状、正常节理间距及原位块体尺寸等参数，并基于点云分析结果绘制了边坡属性全域分布图。点云分析的整体结论与测线数据高度吻合，空间分辨率分布图显示：部分高程子区域存在较大块体，构造形成的沟谷区块体较小，且呈现显著局部变异特征。相较于采用预设均质子区域进行统计评估的传统方法（此类方法会丢失空间分辨信息），这种可视化呈现方式能为多数岩石力学问题提供更具价值的参考依据。
关键词： 点云分析、地面激光扫描、正常节理间距、奥地利、原位块体尺寸分布、节理特征描述
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用TLS和HRSI数据生成的数字高程模型进行滑坡特征识别
摘要： 本文研究了利用两种不同遥感技术（高分辨率卫星影像HRSI和地面激光扫描TLS）获取的数据提取数字高程模型（DEM）时产生的问题，这些DEM用于地貌分析与滑坡识别，并考虑了DEM生产过程中的不确定性。为获得地理配准且经过编辑的点云数据，两套数据集需要差异显著的流程处理——卫星影像的处理比TLS数据更为复杂。研究重点对比了两类数据处理流程的差异。通过克里金法将这些点云插值生成1米网格尺寸的DEM，并基于这些DEM提取等高线、坡度与坡向图及其对应的不确定性分布图。通过对两种数据源选取的滑坡特征进行对比分析，实现了对层级化、多尺度滑坡组分的识别与分类。结合地图的不确定性分析，可定位出某类数据源比另一类更具可靠性的区域。案例研究区位于意大利南部一个以活动性滑坡著称的区域。
关键词： 克里金法、地球之眼1号卫星、地面激光扫描、形态特征、高分辨率卫星影像、不确定性、数字高程模型
更新于2025-09-23 15:22:29
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结合地面与移动激光扫描的SLAM辅助森林样地测绘
摘要： 从样地中获取的精确结构信息对森林资源管理与决策具有重要意义。当前激光扫描技术已广泛应用于林业调查以获取三维（3D）结构信息。地面森林测量主要有三种数据采集模式：单站式地面激光扫描（TLS）、多站式TLS及混合单站TLS。但这些模式均存在特定测量难题：单站TLS因遮挡效应仅能获取树木单侧数据；多站TLS虽能解决遮挡问题，却需更长的采集时间、更多人力投入及复杂的数据预处理；混合单站TLS虽降低工作量与遮挡影响，但无法实现完整的森林三维重建。移动激光扫描（MLS）基本规避了TLS方法的这些问题，但森林特有的几何特征（如树形相似性、空间分布及遮挡关系）会加大运动估计难度并降低制图精度。 为此，本文提出融合单站TLS与MLS的新型森林三维数据采集方法。我们以单站TLS数据为基准，将MLS点云配准至该基准以填补其数据缺失。通过提取表征树干中心线的虚拟特征点，并建立基于优化的新型配准框架实现MLS点云注册。相较于既往MLS研究，本方法充分挖掘了树木的自然几何特性。我们在三个数据集上验证了该方法的有效性、鲁棒性与精度——这些数据集均用于提取结构信息。实验表明：单站扫描导致的树干数据缺失可由MLS数据补偿，且野外测量耗时远低于多站TLS模式。此外，单站TLS数据为基于MLS的森林制图提供了强全局约束，使制图误差显著降低（水平与垂直方向平均误差均小于2.0厘米）。
关键词： MLS（移动激光扫描）、单次扫描TLS（地面激光扫描）、森林制图、SLAM（同步定位与地图构建）、LiDAR（激光雷达）
更新于2025-09-23 15:21:01
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[IEEE IGARSS 2019 - 2019年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 日本横滨 (2019.7.28-2019.8.2)] IGARSS 2019 - 2019年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 基于地面激光扫描数据估算胸径的三种方法评估
摘要： 地面激光扫描（TLS）在森林资源调查中被广泛应用。胸径（DBH）是森林资源调查中最重要的参数之一。估算胸径的方法众多。本研究采用圆柱拟合算法、圆拟合算法和霍夫变换算法对两株不同林龄的落叶松进行胸径估算，以寻找更优的胸径提取算法。与圆拟合算法和霍夫变换算法相比，圆柱拟合算法达到了最高的精度。此外值得注意的是，树木的不同结构可能会极大影响这些方法的精度。
关键词： 树点云、地面激光扫描（TLS）、胸径（DBH）
更新于2025-09-23 15:21:01
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大坝变形监测用的大地测量与遥感传感器
摘要： 大坝位移测量技术得益于现有技术的显著进步，实现了更高程度的自动化，从而获得时空分辨率更优的数据?；魅巳疽怯肴虻己轿佬窍低常℅NSS）技术常以集成方式应用，能为大坝外表面精确点位的三维位移测量提供高效解决方案。另一方面，激光雷达扫描、地基合成孔径雷达（SAR）及卫星差分干涉SAR等遥感技术，可将观测范围扩展至结构主体及周边广大区域，整合原本仅由有限现场控制点提供的信息。集成监测系统的设计与实施已被证实是分析时空背景下不同工况的战略性方案。数据处理工具优化研究持续发展，旨在提升变形测量的精度与可靠性?；诖客臣苹蛉范ㄐ苑椒ǖ拇蟀釉谕獠亢稍叵卤湫喂鄄馐莸慕馕鲇朐げ庖鸦窆惴貉芯?，后者能将大地测量、遥感及岩土/结构传感器的观测数据与坝体力学模型相结合。本文综述了现有大坝变形监测技术，包括常规应用传感器及部分实验性方案，旨在帮助从业者全面了解现有技术体系，把握未来发展方向与趋势。
关键词： 变形监测、地基合成孔径雷达、综合监测系统、差分干涉合成孔径雷达、大坝、地面激光扫描、全球导航卫星系统
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于地面激光扫描的冠层截留指数预测降雨截留
摘要： 森林冠层对降雨的截留（RI）是森林生态系统水文循环中的重要过程。然而，准确预测RI是一个具有挑战性的课题。本研究定义了一个无量纲描述指标——冠层截留指数（CII），用于预测RI。通过地面激光扫描技术，估算了四种温带森林类型（包括红松人工林（KPF）、落叶松人工林（LPF）、阔叶混交林（MBF）和蒙古栎林（MOF））的CII。利用2017和2018雨季实测的RI值，检验了CII预测RI的效果，并与叶面积指数（LAI）、植物面积指数（PAI）和平均冠层高度（ACH）等指标进行了对比。结果表明：CII与四种森林类型整体（R2=0.79）及单一林型（R2=0.55~0.63）的RI均呈显著强相关性；更重要的是，其预测效果优于LAI（R2=0.33~0.43）、PAI（R2=0.40~0.53）和ACH（R2=0.35）。这些结果证明CII是准确预测RI的有效指标，并探讨了其潜在应用价值。
关键词： 无量纲描述符、地面激光扫描、温带森林、冠层截留指数、降雨截留
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用地面激光扫描和数值模拟评估受地层移动影响的房屋
摘要： 本研究分析了受地下煤炭开采扰动的房屋内部力学状态，尤其关注沉陷区内未受损的房屋。采用传统测量与地面激光扫描（TLS）作为外部监测手段获取受扰房屋的位移数据，并通过模拟软件推算房屋内部力学状态。对中国牌坊村三栋优质房屋在采前和采后阶段进行了TLS扫描。位移与变形程度与建筑在盘区中的位置高度相关，在沉陷盆地中心附近更为显著。利用ANSYS计算了房屋在拉伸条件变化下的内部状态，重点分析结构柱、圈梁及墙体。结果表明：结构柱与圈梁可抵抗拉伸变形，而窗角是应力集中主要点位，存在开裂风险。掌握矿震影响区未受损建筑的内部应力状态有助于加强房屋预维护并指导新型抗变形建筑建造。本研究成果可为矿区抗变形建筑设计提供参考。
关键词： 地下煤矿，房屋内部机械状态，地面激光扫描，数值模拟，传统测量
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用激光扫描系统获取的3D点云对藤本植物的几何特征描述
摘要： 植被的三维数字特征描述在农学领域日益普及。精准农业的实现依托于遥感技术可数字化的多种变量指标。目前激光扫描仪能以点云形式实现作物三维几何结构的数字化采集。本研究开发了多种葡萄藤木质部体积计算方法，旨在将这些数值作为主题图上的植被活力指标。我们采用地面静态激光扫描仪（TLS）、移动扫描系统（MMS）及六种针对采集数据与研究目标优化适配的算法。结果表明：使用TLS设备配合凸包聚类算法时，葡萄树干体积测算相对误差低于7%。虽然TLS获取的点云精度与细节度极高，但单位扫描面积成本限制了该系统在大范围区域的应用。相较于TLS在地形大区域的局限性，MMS结合基于L1中轴骨架算法与特定高度直径圆柱体建模的方法，实现了误差优于3%的体积估算。最终绘制的活力图通过该方法呈现了每株葡萄的估算体积。
关键词： 藤蔓尺寸、移动测绘、植物活力、地面激光扫描、精准农业、葡萄（学名：Vitis vinifera）
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于相关地面激光扫描观测数据的B样条曲面变形分析——一座受载桥梁
摘要： 选择合适的度量标准对于执行两个点云（PC）之间的变形分析至关重要——该距离必须可靠，同时能抵抗可能具有相关性和异方差性的测量噪声。Hausdorff距离（HD）或其平均衍生形式（AHD）被广泛用于计算两个点云之间的局部距离，并几乎被所有商业软件采用。遗憾的是，这些方法会受到测量误差的影响。本文聚焦于地面激光扫描仪（TLS）观测数据，评估在进行数学近似时忽略相关性对距离计算的影响。模拟实验结果被推广至实际桥梁荷载观测数据。本实验获得了高精度激光跟踪仪（LT）的测量数据：这些数据可用于对比原始点云与其数学近似形式之间基于参考值的HD和AHD。基于这些结果，我们确定了在异方差且相关的TLS观测条件下，哪种距离更适合进行局部变形分析。最后，当点云通过B样条曲面近似时，我们为该距离建立了一种新型自助检验程序。
关键词： B样条、Matérn协方差函数、豪斯多夫距离、曲面建模、地面激光扫描、自助法、形变、平均豪斯多夫距离、相关性
更新于2025-09-23 15:19:57