本文利用地面激光雷达对不同材质及不同颜色的试验样本进行扫描，获取点云数据，对点云的强度信息进行有效提取，得出不同材质及颜色对应的强度区间以及各区间的平均值，分析其中的变化规律与对应的光学影像中灰度值变化的差异。从而根据光学影像对强度图像进行纠正，在一定程度上降低两种非同源图像间的差异性。试验结果表明：就强度图像而言，材质或颜色对激光的反射强度值区间有重叠，强度值中值的折线图并不遵循明显的规律。基于光学影像改正强度图像后，获得了与光学影像差异性较低的强度图像，可应用于近景影像与强度图像间的自动匹配。

研究内容

地面激光雷达向物体发射激光后，经物体反射回来，被地面激光雷达内的激光接收器所接收，从而计算并获取激光所打到的点的相关信息，即可获得点云数据。然而当激光照射到物体表面时，并不是能百分百地反射回来，一部分激光能量会被物体本身所吸收，一部分激光能量则会因为被测物表面诸多因素而被散射出去，其余部分激光能量会原路返回从而被接收器所接收。不同的物体对激光的吸收能力、散射能力以及反射能力都是不同的，而不同的颜色，也会对激光的反射造成不同程度的影响。

本文主要研究不同颜色不同材质对象激光点云反射强度与光学影像强度之间的差异，对点云强度图像进行改正，使之与对象光学影像之间的差异达到最小，从而满足两种数据配准等相关研究。主要包括以下几个方面：1、不同颜色不同材质对激光反射强度的影响；2、激光点云反射强度图像与光学影像之间的差异；3、基于近景影像的强度图像改正。

1、不同颜色不同材质对激光反射强度的影响。现实生活中，利用地面激光雷达获取数据时，被测物体是多样化的，不同的材质和不同的颜色都会吸收不同的激光能量，造成激光的反射强度数值表现不一。为了研究和分析不同材质及颜色对激光反射强度的影响，本文选用了生活中常见的一些材质及颜色来对地面激光雷达的反射强度进行试验，分析不同材质及颜色下，物体对地面激光雷达反射强度的影响，为地面激光雷达技术以及相关的研究提供一些帮助和依据。

2、激光点云反射强度图像与光学影像之间的差异。彩色影像对应的灰度图像中，各颜色的灰度值是不同的。激光点云的反射图像，则是根据不同颜色对激光点云的反正强度值的不同来表示的。尽管同一物体激光的强度图像与近景影像是不同的，但如果按对应的顺序提取近景影像的灰度值与点云的激光反射强度值，则可以发现两种图像之间基本遵循相同的规律，但两种图像之间扔存在一定的差异。

3、基于近景影像的强度图像改正。在地面激光雷达技术中，利用点云的激光反射强度图像与光学影像进行配准是点云处理技术的一种发展方向之一。然而，若直接利用强度图像来进行自动配准，依然会存在着一定的问题，例如由于辨识度不够高而导致配准的准确度降低。按照光学影像灰度图像的灰度值的变化规律，将相应的强度图像进行改正，也是本文的研究内容之一。

对于颜色及材质对激光点云反射强度的影响研究，仍然还有更多的可行方法有待开发，本文据现有的试验条件，通过以上三个内容来进行颜色及材质对激光点云反射强度的影响探讨。

论文的组织与安排

根据本文研究内容，其组织结构安排大致如下：

第一章是绪论部分。本章节阐述了本文的研究背景，分析了本文进行研究的意义。通过阅读分析大量相关文献，了解了地面激光雷达技术以及相关的数据处理技术在及国内外发展现状，提出了本文的研究内容和技术路线并对全文进行组织与安排。

第二章是颜色及材质对反射强度影响试验部分。本章介绍了颜色及材质对反射强度影响的两个试验，给出了试验所需的地面激光雷达品牌及型号，以及实验所需的材料，拟定了试验方案并进行了可行性分析。利用地面激光雷达进行了被测目标的数据采集，在Visual Studio 2013平台下进行编程实现对点云数据的统计处理，最终获取了数据的特殊值。

第三章是试验数据分析部分。在点云反射强度区间获取试验中，根据颜色及材质对激光点云的反射强度的最大值和最小值得出相应的强度区间，求出强度区间的平均值和中值，并生成相应的直观图。在基于近景影像的强度图像改正试验中，利用近景影像的灰度值对强度图像进行了改正，获得了辨识度更高的强度图像。 

第四章是试验结果分析与应用部分。本章主要对试验的结果进行了分析，判断其中存在的一些规律，并对试验结果进行了评估，对其可应用的领域进行了部分说明。

第五章是总结与展望部分。本章概括了本文的中心思想，总结了本文所做的研究以及试验方案，明确了本文研究的意义。对本文所研究的内容进行必要性的探讨，从而确定出研究内容在未来地面激光雷达强度数据应用中的作用和意义。