激光与红外

作者：卢成卓

单位：1.昆明理工大学 国土资源工程学院,云南 昆明 650093；2.昆明理工大学 城市学院,云南 昆明 650051；

关键词：LiDAR;点云;空间插值;点云密度;DEM

基金：[JP4]国家自然科学基金项目(No.62266026；No.41861054；No.42361054)；教育部产学合作协同育人项目(No.230902313153315；No.202101096033)；昆明理工大学分析测试基金项目(No.2022T20140090；No.2022M20212201154)资助。

机载LiDAR是获取高精度数字高程模型(DEM)的关键数据来源,而地形特征、点云密度和插值算法是影响复杂地形DEM构建的重要因素。本文以小江流域大白泥河的泥石流沟谷区域为例,选取五个不同地形的样方。对原始地面点云采用体素抽稀方法,抽取率分别为90、70、50、30、10、5、25和1。随后,利用IDW、Kriging、Spline、NN和Trend五种规则格网插值算法进行插值,生成相应的DEM并进行精度评价,以研究地形、点云密度和插值方法对DEM精度的影响。结果表明,IDW算法的最佳参数是权重指数为2和12个搜索点；Kriging算法使用高斯核函数和12个搜索点；Spline算法则采用规则样条函数和16个搜索点。另外,Trend方法对于复杂地形不适用。在低点云密度(1～20点/m2)下,Spline插值可能出现“失真”,而其他插值算法能够较为准确地描述地形特征。点云抽取率与DEM精度呈正相关关系,当抽取率低于30时,随着抽取率的减小,误差增大,DEM精度降低；当抽取率超过30时,精度达到最高后趋于稳定。DEM精度与地形复杂度密切相关,误差较大的区域主要分布在地形起伏变化显著的地方。该研究为复杂地形中LiDAR点云构建高精度DEM提供了参考依据。

来源：2025年第8期

《激光与红外》期刊编辑部

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