第三讲_地面三维激光雷达数据基础.pdf

第三讲 地面三维激光雷达数据基础 主要内容  点云定义与表达  点云信息特征  点云数据存储格式  点云数据处理软件介绍 点云定义与表达 点云 点云是在同一空间参考系下表达目标空间分布和目标表 面光谱特性的海量点集合，是由物体模型表面上一系列空 间采样点构成的模型几何描述，也是地面三维激光扫描数 据的通用表现形式。 点云定义与表达 点云类型 散乱点云 扫描线点云 格网化点云 多边形点云 散乱点云 扫描线点云 格网化点云 多边形点云 点云定义与表达 点云表达 图像表达 通过将极坐标中的水平角和垂直角通过插值采样 对应到预定义了像素大小的二维图像的每个像素， 然后将点云不同的属性量化为图像灰度即可得到对 应的点云图像表达。若将点对应的测量距离量化为 图像灰度就得到深度图像，将激光强度量化为图像 灰度就得到强度图像。 点云定义与表达 点云表达 图像表达 极坐标量化强度图像 极坐标量化深度图像 点云定义与表达 点云表达 图像表达 原始点云 格网量化深度影像 格网量化密度影像 点云定义与表达 点云表达 三维坐标空间表达 通过ASCII文本 （txt，asc，pts等格式）或者是其它 自定义的点云格式或者目前主流的跨平台交互格式 （obj、ply、stl、iges及las等格式）来进行存储与表 达。为了实现三维空间点云的表达，一般通过相应的 处理平台读取点云的坐标、强度、光谱等信息并结合 OpenGL或Direct3D等渲染工具来进行点云渲染表达。 点云定义与表达 点云表达 三维坐标空间表达 点云空间坐标表达（真彩色渲染） 点云信息特征 点云信息 构成点云的最基本单位为空间离散点以及与该点关联 的表面属性，每一个离散点至少存储了三维坐标信息， 除此之外，还可能包括如颜色，反射强度，法向量等 附加属性信息。 点云信息特征 点云特征  几何特征 描述目标对象在特定坐标系下的表面几何形状，也即 测量点的三维坐标信息，以及通过坐标信息反演出来 的包括了特征点、骨架、法向量、曲率、各阶统计矩 及特征变换系数等在内的拓扑及统计属性信息。  光谱特征 通过反射强度或者是光谱属性等用来反映物体表面 材质、粗糙度、朝向等物理属性特征。 点云信息特征 点云坐标信息 点云强度伪彩色渲染 点云信息特征 点云真彩色渲染 点云法向量伪彩色渲染 点云信息特征 点云法向量 点云法向量是反映目标曲面局部切平面信息，反 映目标表面局部属性非常重要的曲面属性特征。  法向量估计 对于点云中的点 p 以及其 K邻域点集 Kn( p ) （邻域点可通过 i i 构建点的八叉树或K-D树空间查询得到），构造 Kn( p ) 的协方