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激光雷达和坐标系统

激光雷达正在改变我们在3D世界中建模的方式,带来了新的数据转换挑战和巨大的数据量。它还强调了坐标系统的一些旧的和新的挑战:将数据转换为可以与其他数据重叠的表单,并维护有用的属性(例如,水向下流动)。

转换你的数据(激光雷达,光栅,矢量,…)到正确的坐标系统允许你将它与其他数据结合,并利用重要的属性,如高度。

激光雷达如何使用坐标系统

激光雷达数据可以在本地坐标系统(对于较小的项目)、地理坐标(纬度、经度、椭球高度)或地心坐标(也称为地心固定地球)中捕获。地心坐标是笛卡尔坐标,其x, y和z坐标捕捉到沿有趣的轴(基于国际参考极点和子午线;大致是北极和格林威治)。这个系统对激光雷达非常有吸引力,因为x、y和z坐标都使用相同的单位(米),可以在世界上任何地方无缝使用。

转型的挑战

第一个要求是将数据转换为适合与其他数据结合的坐标系统。例如,地理或地心数据可能需要转换为投影坐标系统,如美国国家平面。类似地,本地坐标系统中的数据可能需要进行地理引用并转换为地理或投影系统。

第二个要求是,你可能需要把高度转换成有用的形式。通常,地理和投影坐标系统使用椭球高度。椭球高度测量到椭球(扁平球体)的垂直距离,椭球(扁平球体)近似于地球的形状,在世界任何地方都很容易用GPS测量。然而,它们不是海平面高度,所以它们在海岸附近是违反直觉的,而且不能捕捉到大面积的水流(向下)方向。中描述的坐标系中的高度,您可以使用基于大地水准面的技术在椭球体和直角高度之间转换,以恢复这些属性。

坐标系统元数据和激光雷达数据

最常见的激光雷达格式LAS使用GeoTIFF键存储坐标系统。但是,用地心坐标系和垂直坐标系还存在一些问题。正在进行的标准化将有利于互操作性。ASTM E57 3D文件格式,可能存储3D和激光雷达数据更普遍比LAS格式,正在开发中。