机载LiDAR系统原理与点云处理方法 电子与通信 书籍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 煤炭工业出版社

ISBN：9787502058098

商品编码：29445103905

商品基本信息，请以下列介绍为准
商品名称：	机载LiDAR系统原理与点云处理方法 电子与通信 书籍
作者：	李峰，刘文龙主编
定价：	32.0
出版社：	煤炭工业出版社
出版日期：
ISBN：	9787502058098
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版次：
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开本：	小16开

内容简介

本书共13章，主要内容包括：机载LiDAR系统的发展与应用、机载LiDAR系统的原理、机载LiDAR点云的获取与处理、LAS格式与全波形、LiDAR点云结构与可视化、点云配准、点云滤波方法、详建筑物3D模型重建、道路网提取等。

《精密测量与空间感知：现代工程与科学的基石》 引言 在日新月异的科技浪潮中，人类对环境的认知能力与测量精度达到了前所未有的高度。从宏观的地球观测到微观的工程细节，对空间信息的精准获取、处理与解读，已成为推动现代工程、科学研究乃至社会发展不可或缺的关键技术。本书《精密测量与空间感知：现代工程与科学的基石》正是聚焦于这一核心领域，深入探讨了实现高精度空间信息获取的各类方法，以及如何有效地处理与利用这些海量数据，从而为读者勾勒出一幅现代测量与感知技术的全景图。本书旨在为广大工程师、科研人员、技术爱好者以及相关专业的学生提供一个系统、全面且深入的学习平台，帮助他们理解并掌握当前最前沿的测量与感知技术，并能将其应用于实际工作中。 第一部分：精密测量技术概览 本部分将从宏观视角出发，对现代精密测量技术进行系统性的梳理与介绍。我们将回顾测量技术的发展历程，重点关注其从传统方法向智能化、高精度化演进的关键节点。 测量学的基本原理与发展历程： 介绍测量的基本概念，如精度、误差、不确定度等，并追溯测量技术从古代的度量衡到现代高精度测量的演变过程，强调数学、物理学和计算机科学对其发展的推动作用。 现代精密测量系统的构成要素： 详细阐述一个典型的精密测量系统通常包含哪些关键组成部分，例如传感器、数据采集单元、信号处理模块、定位导航系统、以及信息可视化平台等。我们将分析不同组成部分之间的相互关系与协同作用。 光学测量技术： 重点介绍激光三角测量、结构光扫描、干涉测量等非接触式光学测量技术。我们将深入探讨这些技术的工作原理、适用的场景、优缺点，以及其在工业制造、文物保护、生物医学等领域的应用实例。 声学测量技术： 涵盖超声波测量、声呐定位等技术。分析声波在介质中传播的特性，以及如何利用这些特性进行距离测量、成像和目标探测。在水下探测、无损检测等领域，声学测量发挥着举足轻重的作用。 电磁波测量技术： 介绍雷达、微波测量等技术。深入分析电磁波的传播特性，以及不同频率的电磁波在测距、成像、目标识别等方面的应用。本部分将为后续的遥感测量技术打下基础。 惯性测量技术： 详细介绍惯性测量单元（IMU）的工作原理，包括陀螺仪和加速度计的测量机制。分析其在姿态确定、航位推算中的应用，以及如何克服其随时间累积误差的问题，例如通过与其他测量系统融合。 卫星导航定位技术： 重点阐述全球导航卫星系统（GNSS），如GPS、GLONASS、Galileo、北斗等。深入讲解其工作原理、定位原理（如伪距定位、载波相位定位），以及在地理信息系统、交通运输、大地测量等领域的广泛应用。 第二部分：空间信息获取的关键技术 本部分将聚焦于能够获取大规模、三维空间信息的先进技术，这些技术是构建数字空间模型、实现环境感知与理解的基石。 摄影测量学原理与应用： 详细讲解摄影测量学中“同名点”、“对地观测”、“模型空间”、“实地空间”等核心概念。分析不同类型的摄影测量（如航空摄影、地面摄影、无人机摄影）及其特点。重点介绍像方和空三加密的过程，以及如何从二维影像构建三维模型。 遥感技术基础： 介绍遥感的基本原理，包括电磁波与地物的相互作用、遥感影像的获取方式（如多光谱、高光谱、热红外、雷达遥感）。分析不同类型的遥感数据及其信息提取方法，如植被指数计算、地物分类、地形地貌分析等。 激光扫描测量技术（LiDAR）： 激光扫描的工作原理： 深入剖析激光扫描的工作原理，包括激光发射、回波接收、时间飞行（Time-of-Flight）测量、角度测量等。详细解释不同类型的激光扫描仪（如脉冲式、连续波式）及其特点。 激光扫描数据的特点： 分析激光扫描数据（即点云）的几何特性、密度、精度等，以及其与传统摄影测量数据在信息表达上的差异。 点云数据的预处理： 介绍点云数据在正式处理前所需的关键预处理步骤，包括： 噪声滤波： 讲解各种滤波算法，如统计滤波、半径滤波、双边滤波等，用于去除点云中的离群点和传感器噪声，提高点云数据的质量。 地面/非地面点分离： 介绍用于区分地表点和非地表点（如建筑、植被）的算法，如基于形态学、基于坡度、基于迭代等方法，这对于构建数字高程模型（DEM）、数字表面模型（DSM）至关重要。 点云配准： 讲解将不同时获取或不同传感器获取的点云数据融合到统一坐标系下的方法，包括基于特征的配准（如ICP算法及其变种）和基于迭代的最优点集配准（ICP）。 坐标变换： 介绍不同坐标系之间的转换方法，如大地坐标系、地方坐标系、传感器坐标系等的相互转换。 点云数据的分类与分割： 深入探讨如何对点云数据进行语义分割和实例分割。介绍基于规则的分类方法（如基于几何特征）、基于机器学习的分类方法（如支持向量机SVM、随机森林）、以及基于深度学习的分类方法（如PointNet、PointCNN、DGCNN等），实现对点云中不同类别（如建筑、道路、植被、水体）的自动识别。 点云数据的特征提取： 介绍从点云中提取各类几何和统计特征的方法，如法向量、曲率、密度、高程等，这些特征是进行后续分析和建模的基础。 点云数据的建模与表达： 讲解如何基于点云数据构建不同类型的三维模型，如： 三维表面模型： 介绍Delaunay三角剖分、B-spline曲面拟合等方法，用于生成光滑的三维表面。 多边形网格模型（Mesh）： 讲解如何从点云生成三角网格或四边形网格，并进行网格简化、平滑等处理，用于三维可视化和CAD建模。 体素模型（Voxel）： 介绍将点云数据体素化，用于三维空间信息的离散化表示。 点云数据在不同领域的应用： 地理信息系统（GIS）： 在城市规划、地形测绘、土地利用分析、自然灾害监测等方面的应用。 智慧城市： 构建城市数字孪生，支持基础设施管理、交通流量分析、应急响应等。 工程建设： 建筑信息模型（BIM）的创建与维护，施工质量检测，变形监测等。 工业检测： 产品质量控制，逆向工程，设备状态监测等。 文化遗产保护： 文物的三维数字化存档，虚拟修复，展览展示等。 自动驾驶与机器人： 环境感知，障碍物检测，路径规划等。 林业与农业： 森林资源调查，农作物长势监测，精准农业等。 三维重建技术： 介绍多视角立体视觉（Multi-view Stereo, MVS）技术，如何从多张二维图像恢复场景的三维几何信息。分析其与摄影测量学的联系与区别。 深度相机技术： 介绍结构光、飞行时间（ToF）、立体匹配等原理的深度相机，以及其在近距离三维感知中的应用，如机器人导航、增强现实等。 第三部分：空间信息的处理、分析与应用 获取到的空间信息需要经过一系列处理与分析才能转化为有价值的知识和决策支持。本部分将深入探讨这些关键环节。 空间数据处理与管理： 介绍空间数据的格式（如LAS, LAZ, PLY, OBJ等）、存储与管理技术，包括地理信息系统（GIS）数据库、三维点云数据库等。 地理空间分析： 讲解如何利用空间数据进行各类地理空间分析，如缓冲区分析、叠加分析、网络分析、空间统计分析等，以解决实际问题。 三维可视化与表达： 探讨不同形式的三维可视化技术，包括体绘制、表面渲染、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等，以及如何有效地将复杂的三维空间信息以直观易懂的方式呈现出来。 数据融合与集成： 分析如何将不同来源、不同类型（如激光扫描、摄影测量、卫星影像、GIS数据）的空间数据进行融合，以获取更全面、更准确的空间信息。 时空数据分析： 介绍如何处理和分析随时间变化的地理空间数据，例如用于监测地表沉降、城市扩张、植被生长等动态过程。 人工智能在空间信息处理中的应用： 探讨机器学习和深度学习技术在点云分类、目标识别、语义分割、变化检测等任务中的前沿进展与应用。 结论 《精密测量与空间感知：现代工程与科学的基石》一书，力求为读者构建一个完整、系统且深入的学习框架。通过对精密测量技术、空间信息获取的关键技术，以及数据处理与分析方法的全面阐述，本书旨在赋能读者理解、掌握并创新应用于当今及未来空间信息技术领域。本书的编写，旨在填补现有文献中对特定技术之间联系和综合应用的系统性论述的空白，特别强调了现代工程与科学领域对高精度、大规模空间信息日益增长的需求，以及如何通过集成先进技术来满足这些需求。我们相信，本书将成为相关领域从业者和研究者不可多得的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，这本书最宝贵的地方在于它将理论知识与前沿应用紧密结合。它不仅仅是关于LiDAR系统的原理和点云处理方法，更是一扇通往广阔应用领域的窗口。书中对机载LiDAR在城市建模、地形测绘、地质勘探、林业资源监测、文化遗产保护等多个领域的典型案例进行了深入剖析，让我深刻体会到这项技术的巨大潜力和价值。作者通过生动的实例，展示了LiDAR数据如何被转化为具有实际指导意义的信息，例如如何精确勾勒出城市的“数字孪生”，如何为灾害预警提供科学依据，又如何助力智慧城市的建设。对于那些希望将LiDAR技术应用于实际项目，或者对这项技术在各行各业的“落地”过程感到好奇的读者来说，这本书提供了宝贵的见解和丰富的应用灵感，能够极大地拓宽我们的视野，激发创新的火花。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容层次分明，循序渐进，非常适合有一定基础但想进一步深入的读者。它从宏观的系统原理入手，逐步深入到微观的点云处理算法，最后又回归到实际应用场景的分析。这种结构设计让整个学习过程非常顺畅，不会感到突兀或难以理解。我尤其欣赏作者在解释一些复杂概念时，所采用的类比和形象化描述，这大大降低了学习的门槛。同时，书中对于一些关键算法的推导和实现细节的披露，也为我们提供了一个深入理解其内在机制的途径。这不仅仅是一本“知其然”的书，更是一本“知其所以然”的百科全书。它能够帮助读者建立起对LiDAR技术和点云处理的系统性认知，为解决实际工程问题提供坚实的理论基础和方法指导。

评分☆☆☆☆☆

一本令人着迷的指南，深入探讨了LiDAR技术的核心奥秘。这本书不仅勾勒出机载LiDAR系统的基本构造和工作流程，更以一种抽丝剥茧的方式，将复杂的激光雷达原理娓娓道来。从光束的发射与接收，到回波信号的分析处理，再到最终构建出三维空间的点云数据，每一个环节都被讲解得详尽入微。我尤其欣赏作者在解释光学原理时所采用的类比和图示，即使是对于非光学专业背景的读者，也能清晰地理解其精髓。书中对于不同类型LiDAR传感器（如脉冲式、相位式）的比较分析，也让我对各种技术的优势与局限有了更深刻的认识。对于那些渴望理解LiDAR“心脏”如何跳动，以及为何能“感知”世界的读者来说，这绝对是一本不可多得的入门读物，为后续深入学习和应用打下了坚实的基础。它所构建的理论框架，能够帮助读者建立起一个完整的知识体系，为日后在测绘、遥感、无人驾驶等领域的探索提供源源不断的灵感和技术支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是点云处理领域的“圣经”！它并没有仅仅停留在理论的层面，而是通过一系列详实的代码示例和算法解析，将抽象的点云数据处理过程具体化、可操作化。从原始点云的滤波、去噪，到降采样、分割，再到特征提取、匹配和配准，每一个关键步骤都配有深入浅出的讲解和实用的技巧。我特别喜欢书中关于法向量估计和曲面重建的章节，作者不仅提供了多种算法的优劣分析，还结合实际应用场景，给出了选择和优化的建议。对于那些在实际项目中遇到点云处理瓶颈的研究者和工程师来说，这本书无疑是一剂“强心针”。它所涵盖的算法之全面，讲解之透彻，足以应对各种复杂的点云数据处理挑战。更重要的是，书中强调了不同算法之间的联系和适用范围，帮助读者建立起一套系统性的点云处理方法论，从而更高效地解决实际问题，挖掘点云数据中蕴含的丰富信息。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我对机载LiDAR系统及其点云处理技术有了全新的认识。它不仅仅是一本技术手册，更是一本激发思考和探索的启迪之书。书中对各种算法的权衡和取舍，对不同技术路线的比较，都让我受益匪浅。尤其是在讨论点云数据的质量评估和不确定性分析时，作者的深入见解让我意识到，在追求高精度和高效率的同时，理解和量化误差是至关重要的。这本书鼓励读者不仅仅停留在“会用”的层面，更要“理解”和“创新”。它所引发的思考，将促使我更积极地去探索新的算法，优化现有的处理流程，并将其应用于更具挑战性的实际问题中，最终为LiDAR技术的进步和应用贡献自己的力量。