法进行了深入的研究，分析总结了各种滤波算法以及现有算法的不足。在此基础上初步探讨了了基于曲率的点云数据剖面带滤波算法，基于不规则三角网剔除非地面点生成，并通过实验验证了算法的可行性，以及滤波效果。存在的不足和展望随着机载激光雷达技术的发展，其应用的领域也在不断的扩展，其硬件方面已经发展的很成熟，但在点云数据的后处理方面还存在很多的难题，这也制约了系统的推广。由于本人的能力问题，本文所做的工作有限，还存在很多的问题没有解决，提出的滤波算法存在很多的不足。基于曲率的点云数据剖面带滤波算法对原始的点云数据进行二维剖分，在定程度上损坏了数据的空间关系基于不规则三角网剔除非地面点生成算法在生成三角网时运算量较大，影响滤波的效率。算法的关键在于给定阈值的选取，这问题也是所有滤波算法的难点所在，算法都不能依据地形的变化自动调整阈值的大小，不能实现完全自动自适应地形的变化。机载激光雷达技术的研究是目前国内外研究的热点难点。其发展趋势主要有下几方面进步深入的研究机载激光雷达系统的误差来源和精度分析评定。机载激光雷达系统集成多个部分，因此分析各组成部分的误差来源，各部分间时间同步误差源以及如何消除减低这些误差是很重要的步骤。目前点云数据的后处理还处于研究发展阶段，几乎现有的算法都具有其自身的不足，有待进步的研究和改进。因此如何实现滤波分类的自动化和自适应性是目前的热点问题，也是国内外学者面对的巨大挑战。如何将机载激光雷达数据中的回波强度数据多重回波数据以及多波段影像数据等数据应用于点云数据的滤波分类地物提取等后处理，是目前众多学者研究和关注的问题。数都是基于高程突变的原理。基于高程突变原理的滤波算法有两个基本前提第个前提是在临近区域内非地面点高于地面点，也就是说在机载激光雷达扫描得到的数据，在经过预处理后，区域内的最低点就是真实的地面点。大多数滤波算法都基于这假设，寻找起始地面种子点。第二个前提是扫描区域内的地形比较平缓，不会出现比较剧烈的起伏变化。以这个前提为基础，依据定的数学原理，构造出用来判断种子点临近区域内激光脚点是否为地面点的判别函数，判别函数是滤波算法的核心部分。现有的滤波算法机载激光雷达系统经过多年的研究发展，硬件和系统技术已经很成熟，数据获取的精度也在不断提高，但数据后处理相对来说还是处于发展停滞状态，还有很多问题没有解决。国内外众多学者提出了多种滤波算法，目前机载数据滤波算法主要有形态学滤波算法线性迭代最小二乘滤波算法基于地形坡度滤波算法三角网迭代滤波算法移动曲面拟合滤波算法以及基于数据分割滤波算法等几种方法。移动窗口法是利用个大尺度的移动窗口找最低点计算出个粗劣的地形模型过滤掉所有高差以第步计算出的地形模型为参考超过给定阅值的点，计算个更精确的。然后重复几遍类似操作，在重复计算的过程中，移动窗口不断缩小。窗口最后的大小以及阀值的大小会影响最终结果。显然，这些过滤参数的设置取决于测区的实际地形状况，对于平坦地区，丘陵地区和山区，应该设不同的过滤参数值。基于地形坡度的滤波算法，其基本思想是地形急剧变化产生临近两点间高程差异很大的可能性很小，其中点属于地物点的可能性更大。显然，对于给定的高差值，随着两点间距离的减小，高程值大的激光脚点属于地面点的可能性就越小。造成相临两点间高程变化明显的原因可能是两激光脚点分别位于地形表面和植被，或地形表面和其他地物，或是树的不同部位，或陡坎的不同部位。该方法是通过比较两点间的高差值的大小来判断拒绝还是接收所选择的点。两点间高差的阀值即滤波核函数定义为两点间距离的函数。为了保留倾斜地形信息，要适当调整滤波窗口尺寸的大小，并增加筛选阀值的取值，以保证属于地面点的激光点不被过滤掉。滤波参数的最优值的设置随着地形的变化而变化。确定的方法有两种种是通过通常的地形坡度都不超过度，所以可以将其定义为。二。通常观测值是有误差的，所以即使在同平面上所形成的点云，仍然是有所起伏的，因此需要再加上个观测值的误差，最后的核函数为二。为可以允许的激光雷达高程精度。的倍另外种方法是通过训练场来获得先验知识，然后确定核函数的参数和阀值。张小红，。武汉大学张小红提出种基于离散点的移动曲面拟合法滤波算法先选取种子区域，找种子区域内彼此相互靠近的最低的三点作为初始地面点，拟合个平面，然后以此平面作为基础，计算和这个面最近的那个点和这个面的拟合高程值，如果拟合高程值与观测高程值之差超过了阀值就将此点作为地物点滤除，如果小于阀值则将其做为地面点，然后加入改点重新拟合个平面。当拟合点数为时，保持点数不变，新增个地面点，就丢掉个最远老的点，然后不断重复上述步骤。此算法的核心是闽值的选取，如果闽值选取过大，就有可能保留些矮小地物，选取过小，会削平地形特征。张小红，刘经南，。加拿大卡加里大学的胡勇提出了种基于机载激光扫描单距离图像的生成算法，。该算法首先对原始距离图像数据进行预处理，剔除原始数据中可能包含的粗差点。这些粗差点主要来源于电力线路以及空中飞先给定的阈值，则接收该备选点为地面点否则就将其作为非地面点滤掉。用新接收的地面点与个初始地面点从新拟合成个空间曲面，对临近的激光脚点进行同样的判定处理。当拟合的地面激光脚点为个时，保持曲面的拟合点数不变，以后每接收个地面激光脚点就丢掉个最远的地面脚点，直到判断完所有的激光脚点。通过分析研究可以发现现有的滤波算法都有其自身的些缺陷。有的算法需要进行迭代运算，运行量较大绝大部分的滤波算法都假设区域内较低的点为地面点，高程较高的点为非地面点，而实际情况有时并非如此，在地形复杂区域可能会出现较大的误差很多算法都不是基于原始的离散点云数据进行处理，而是将原始数据内插成规则格网，以减少储存空间，使操作相对简单，而在数据内插中必然带来内插误差，这就使得滤波的精度降低现有的滤波算法很多都不能自适应地形的变化，对大型建筑物只能滤掉部分，而且有可能会滤掉些真实地形信息。机载滤波技术是从点云数据中提取地面点的数据处理技术。目前，国内外开展了广泛的研究。从算法的思想和原理来看，大部分滤波算法侧重于解决种地形特征的滤波处理。任何滤波算法都有定的局限性。现有滤波算法优缺点比较滤波算法项优点缺点简单滤波算法算法原理简单，可操作性强只适用于平坦地形，滤波误差较大数学形态学滤波算法采用移动的窗口过滤整个区域，并且釆用规则网格数据结构，运算速度快，操作简单采用回归分析运算，要求有序，在内插成规则网格时会损失很多重要的地形信息移动窗口滤波算法通过控制移动窗口的大小，迭代过滤整个数据区域，对应各种地形条件调节阀值的选取，对各种复杂的地形滤波效果较好窗口的大小及阀值的选取对滤波的效果有较大的影响，滤波的自适应性较差迭代最小二乘线性内插的滤波算法通过多次的迭代拟合运算，不断的提出高程较高的非地面点，不断的更新和接近真实的地形表面，滤波精度高。还能提出存在的粗差算法要求数据均匀分布，且地形要较为平坦，对地形起伏较大的复杂区域，参数的设置较为复杂，运算时间较长，滤波效果也不理想基于地形坡度的滤波算法该算法的关键在于确定阀值的函数，在阀值函数的构造过程中尽量保留了重要的地形特征信息，能很好的适应滤波的判断条件太宽松，滤波误差较大，滤波的效果不理想，自适应性较差，仅根据两点的距离来确定阀值的大小有定的局限各种不同地形性基于不规则三角网滤波算法通过加入新的地面点不断更新不规则三角网，能不断更新和逼近真实的地形表面，算法基于原始的激光脚点，保持了数据的精度，滤波效果较好该算法通过区域分块，选择的初始点可能并非地面点，这样就会对滤波精度造成很大的影响，滤波算法都是基于三角网进行，操作复杂，速度慢第五章结论与展望结论机载激光雷达系统是种新型的遥感技术手段，能够快速的获取目标的三维坐标数据。机载激光雷达点云数据的滤波是项重要的任务，滤波的效果直接影响后续的数据处理，以及生成的的精度。本文对机载激光雷达系统的组成即对地扫描定位的原理进行了详细的阐述，对机载激光雷达点云数据的滤波进行了研究和分析，总结分析了现有的滤波算法完成的主要工作和成果如下简述了机载激光雷达系统的发展历程系统的硬件组成，以及目前国内外的最新发展现状。机载激光雷达系统及多种传感器与身，是个集成系统。介绍了系统的组成部分各部分的作用以及各部分之间的协调关系。在此基础上介绍了机载激光雷达系统的特点与主要的应用领域，以及误差的来源和对后续的数据处理所带来的影响。介绍了机载激光雷达技术的工作原理。包括对地定位原理，测距器的测距原理，测距器的扫描方式以及激鸟的激光回波，通常表现为与其周围背景高程相比其高程值异常。算法利用这特点，将这些粗差点剔除。为了能够利用已有的数字图像处理方法，对原始距离图像进行了基于格网的内插，使其成为规则格网的距离图像。在内插过程中，个格网内可能包含有多个原始激光点，用其中高程最小的激光点高程作为该格网的高程。此算法的关键技术是对上述格网的分级地形恢复，首先生成规则格网距离图像的图像金字塔，其中金字塔的顶层是个分辨率很低的。然后按照由顶层至底层的顺序依次处理各层图像，以高层图像作为参考表面，计算地形参数比如坡度，依此参数识别该层图像中的地形点，而非地形点则通过己识别的地形点内插来代替，反复迭代，最终得到。由于此时生成的中，可能还会有非地形点以及斑点的影响，还必须对其进行进步的滤波处理，以达到改善质量的目的。按照操作的方法可以分为移动曲面拟合法张小红，线性预测模型估计表面也叫做迭代线性最小二乘内差模型残差法，等数学形态学方法等。数学形态学滤波算法德国斯图加特大学的教授在年提出了适用于数据点有序的剖面式激光雷达数据的数学形态学滤波算法。其主要思想是选取个固定大小的窗口，将这个窗