基于并行計算的LIDAR數(shù)據(jù)濾波方法研究.pdf

1、機載激光雷達(LiDAR)技術(shù)已逐漸發(fā)展成為獲取高時效性和高分辨率空間數(shù)據(jù)的一種重要手段，并被廣泛應(yīng)用于測繪、資源調(diào)查和環(huán)境保護等領(lǐng)域。相比于傳統(tǒng)的測量方式，激光雷達系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)具有更精確的高程分辨率，更短的成圖周期以及更高的自動化程度。激光雷達數(shù)據(jù)最直接的利用是通過點云數(shù)據(jù)生成數(shù)字高程模型，而數(shù)據(jù)濾波正是其中的一個重要環(huán)節(jié)。點云數(shù)據(jù)龐大的數(shù)據(jù)量給濾波計算增加了困難，很多有著良好理論基礎(chǔ)的濾波算法在處理大范圍激光雷達數(shù)據(jù)時，都存面臨運

2、行時間過長的問題。并行計算正好為數(shù)據(jù)密集型任務(wù)提供了一個高效平臺。
　　本文主要研究數(shù)據(jù)濾波算法在基于消息傳遞接口并行計算平臺的程序設(shè)計。論文主要內(nèi)容包括：
　　1.以機載激光雷達數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，討論了機載激光雷達系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)特點，研究了激光雷達數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比較了激光雷達、航空攝影測量以及合成孔徑雷達數(shù)據(jù)的異同；
　　2.研究了激光雷達數(shù)據(jù)濾波的原理，并選取幾種目前常見的點云數(shù)據(jù)濾波算法進行論述和分析，重點對移動面濾

3、波算法進行研究并提出改進方案，即在確定初始擬合面之前剔除數(shù)據(jù)中的粗差低點；
　　3.分析了并行計算平臺的控制結(jié)構(gòu)和通信模型，對并行計算算法設(shè)計的一般流程做了詳細研究，重點研究了消息傳遞模型及消息傳遞接口的編程原則和方法；
　　4.利用消息傳遞接口MPI，以激光雷達數(shù)據(jù)濾波的移動面擬合算法為例對其進行了并行編程，將激光雷達數(shù)據(jù)進行塊狀劃分，用主－從模式的思想設(shè)計了雙進程和四進程的并行程序，并分別與該算法的串行程序進行比較分析。