基础地理信息及应用 实验报告
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基础地理信息及应用
实验报告
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目 录
1实习目的 .................................................................................................. 2
2实习内容 .................................................................................................. 2
2.1读取点云数据LAS头文件信息 ................................................... 2
2.2 读取LAS坐标写入文档 .............................................................. 5
2.3 点云数据道路特征与原理 ........................................................... 6
2.4地面点云信息提取（高程参数） ................................................ 6
2.5道路点云信息提取（强度参数） ................................................ 7
3课程体会 .................................................................................................. 8
参考文献 ..................................................................................................... 8
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1实习目的
通过本次实验了解基于平台分类的四种激光扫描仪系统的特点与区别，了解
车载激光点云数据的特点，掌握LiDAR数据标准交换格式——LAS格式文件的
组成和格式的解析，并且掌握使用Quick Terrain Reader和RealWorks软件来了解
点云数据的特点和使用该软件查看点云数据不同目标的不同特征。最后掌握用
matlab软件来提取不同点云数据目标的方法。
实习要达到的目标：
熟悉Quick Terrain Reader软件用于显示点云数据，并了解.las数据格式；
熟悉RealWorks软件的文件格式以及使用不同信息来显示点云数据；
掌握matlab和VC++平台的混合编程，主要掌握通过编程提取各种目标点云
数据。
2实习内容
在老师的指导下，熟悉并掌握Quick Terrain Reader、RealWorks和matlab的
基本命令。主要是根据老师所提供的点云数据，通过Quick Terrain Reader软件
来显示点云数据，其中包括使用不同的分割法来显示点云、查看点云数据模型的
不同统计量等，熟悉并掌握点云数据常用的存储格式.xyz，.ply和.las。在此基础
上，利用matlab编程，通过不同的地物的特征，来提取目标点云数据。本人的
本次实习主要是根据道路的特征来提取点云数据中道路信息。
2.1读取点云数据LAS头文件信息
首先应该参看LAS格式数据说明，然后根据其信息和格式，利用编程的手段进行读取
其公共文件头区信息，代码如下：
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头文件信息如下：
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2.2 读取LAS坐标写入文档
首先获得LAS文件的地址，然后对其进行标记，然后构建一个坐标对象，对循环读取的
X、Y、Z放入对象中，然后对对象进行读取，将对象内容放入新建的text文档中。源码如
下：
输出的数据如下图：
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2.3 点云数据道路特征与原理
在车载激光点云数据中，城区道路点云数据具有其特定的特征：○1道路点
云的高程与地面接近，但是低于周围地物，如房屋、树木等；○2道路的材质一
般为混凝土或者沥青，其在点云数据中强度特征明显区别于建筑物、植被等；○3
道路在几何形状上，其点云基本呈条带状分布。
本次实习主要是基于上述道路特征对道路的点云数据进行提取，首先利用道
路点云的高程信息，通过设置高程阙值提取地面点云信息，剔除非地面点云；然
后利用道路点云的强度属性，进一步提取道路信息，剔除其他地面点云数据；最
后根据道路的几何特性，采用基于边长和面积约束的Dalaunay不规则三角网方
法精化道路点云。但是由于本人能力有限，该实习主要是根据道路的高程跟强度
两个属性进行道路信息的提取。
2.4地面点云信息提取（高程参数）
利用Quick Terrain Reader软件显示点云数据，通过其高程统计柱状图设置
高程阙值，利用方老师所提供的代码，在此基础上添加地面点云高程属性值阙值，
来提取地面点云数据，经过多次的测试，设置高程阙值为110米能较好的提取地
面点云数据，部分代码如下图：
其结果在Quick Terrain Reader软件中显示如图所示：
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2.5道路点云信息提取（强度参数）
由于高程属性算法无法将高程与道路相近的地物目标分开，故需要利用其强
度特征进行进一步的提取。通过查找相关文献，植被和裸露地面的强度大于沥青
表面和混凝土表面，可以依据此特性来进一步提取道路点云。利用Quick Terrain
Reader或者CloudCompare软件显示点云数据，通过其强度统计柱状图以及相关
的文献资料，经过多次的试验，表明设置道路点云数据的强度值在0~75之间能
较好的提取道路信息。部分代码如下图2-4所示：
其结果在CloudCompare软件中显示如图所示：
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3课程体会
首先感谢老师和师兄的课程，让我们了解了现在比较常见的激光扫描仪，有
星载、地面、机载和车载激光扫描系统，同时了解了这几种激光扫描系统组成、
相同点和差异，掌握了几种常见的扫描系统数据存储格式，然后重点掌握了LAS
数据的格式，然后在师兄的指导下如何在matlab编程环境下实现对LAS文件的
读取，包括头文件信息的读取和坐标数据的读取，如何构建树结构进行点云数据
组织，最后在师兄的指导下进行道路点云数据的提取，熟悉了Quick Terrain
Reader、CloudCompare和matlab 软件的一些基本操作。
在本次课程实习中，不仅让我了解了激光扫描这项新的技术，同时也让我了
解了激光扫描的原理，在研读输出的数据格式，大致掌握了激光扫描系统要采集
的关键信息，熟悉了Quick Terrain Reader、CloudCompare和matlab 软件的一些
基本操作，也掌握了matlab的基本操作和进行简单的编程实现。
参考文献
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97-99+108页.
[2]. 沈蔚等, 基于LIDAR数据的建筑轮廓线提取及规则化算法研究[J]. 遥感学报, 2008(05):
第692-698页.
[3].彭检贵, 马洪超, 高广, 等.利用机载LiDAR点云数据提取城区道路[J]. 测绘通报, 2012,
(9):16-19.
[4].徐景中, 万幼川, 赖祖龙.机载激光雷达数据中道路中线的多尺度提取方法[J]. 红外与激
光工程, 2009, 38(6):1099-1103.
[5].冯建, 马海荣, 李夏.基于阙值分割与数学形态学的高分辨率遥感影像道路信息提取[J].
科技信息, 2013, (16):129-130.
