基于并行計(jì)算的LIDAR數(shù)據(jù)濾波方法研究.pdf

1、機(jī)載激光雷達(dá)(LiDAR)技術(shù)已逐漸發(fā)展成為獲取高時(shí)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(cè)繪、資源調(diào)查和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。相比于傳統(tǒng)的測(cè)量方式，激光雷達(dá)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(dòng)化程度。激光雷達(dá)數(shù)據(jù)最直接的利用是通過(guò)點(diǎn)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(gè)重要環(huán)節(jié)。點(diǎn)云數(shù)據(jù)龐大的數(shù)據(jù)量給濾波計(jì)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(dá)數(shù)據(jù)時(shí)，都存面臨運(yùn)

2、行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。并行計(jì)算正好為數(shù)據(jù)密集型任務(wù)提供了一個(gè)高效平臺(tái)。
　　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(jì)算平臺(tái)的程序設(shè)計(jì)。論文主要內(nèi)容包括：
　　1.以機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，討論了機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)特點(diǎn)，研究了激光雷達(dá)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比較了激光雷達(dá)、航空攝影測(cè)量以及合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)的異同；
　　2.研究了激光雷達(dá)數(shù)據(jù)濾波的原理，并選取幾種目前常見(jiàn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波算法進(jìn)行論述和分析，重點(diǎn)對(duì)移動(dòng)面濾

3、波算法進(jìn)行研究并提出改進(jìn)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(diǎn)；
　　3.分析了并行計(jì)算平臺(tái)的控制結(jié)構(gòu)和通信模型，對(duì)并行計(jì)算算法設(shè)計(jì)的一般流程做了詳細(xì)研究，重點(diǎn)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(dá)數(shù)據(jù)濾波的移動(dòng)面擬合算法為例對(duì)其進(jìn)行了并行編程，將激光雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行塊狀劃分，用主－從模式的思想設(shè)計(jì)了雙進(jìn)程和四進(jìn)程的并行程序，并分別與該算法的串行程序進(jìn)行比較分析。