机载LIDAR(Light Detection And Ranging)技术是一种主动式对地观测系统,它同时集成了激光测距、惯性导航、全球定位系统等先进技术,具有外业工作量小、自动化程度高、快速成图等特点,可能为测绘行业带来一场新的技术革命(刘经南,2003)。通过LIDAR所获取的原始点云数据经过处理后可以获得DEM模型,而高精度的数字高程模型(DEM)在城市规划、地理信息系统分析、地形三维可视化、道路选线等方面起着极其重要的作用。内插算法是的生成DEM的核心问题,在数学上属于插值问题,是根据周围已知点的高程求出待定点的高程值,不同的插值算法直接影响到生成模型的好坏,它贯穿DEM的生产、质量控制、精度评定和分析应用等各个环节。本文主要研究机载LIDAR数据处理的理论和方法,探讨机载LIDAR如何通过数据处理获得DEM模型等关键技术,针对滤波后LIDAR数据空白数据较多的特点,寻求一种有效的生成格网DEM模型的内插算法,具体内容如下：1.分析了机载LIDAR系统对地观测原理、技术优越性、国内外发展现状和应用领域,LIDAR数据特点和数据组织方式,对目前LIDAR最新技术进行了归纳和总结。2.研究了生成DEM模型的几种组织方式,分别是基于不规则三角网、规则格网、等高线、混合表面模型的建模,分析各自特点,重点讲解了不规则三角网和规则格网的组建原理和实现过程,实现了基于不规则三角网和格网DEM模型的构建和三维可视化。3.研究了机载LIDAR大数据量点云数据的组织和预处理方法。其中对于LIDAR点云数据的压缩和粗差剔除方法,本文采用了基于坡度阈值的LIDAR数据压缩和粗差剔除算法,对于地物点剔除的滤波算法,本文通过实验对目前几种不同的滤波算法进行了对比分析,并分别对山区和平原地区采用移动曲面拟合和迭代最小二乘的滤波模型,获得了对不同地区进行滤波的有效算法。4.系统回顾和总结了机载LIDAR数据生成DEM的内插算法,对比分析几种生成格网DEM模型的内插算法,对于目前使用较多的最小二乘曲面拟合内插算法,提出一种改进的采用不同类型加权的曲面拟合内插算法,分别采用距离反比、Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型定权。通过对城市平原、山地丘陵、水域等地区进行实验,分析内插数据与实测点数据的差值和生成的三维DEM模型效果,最后得出了一种有效的基于格网DEM的内插算法。5.独立编写LIDAR数据处理与三维可视化程序,对程序主界面和操作流程做了规划和设计,实现了基于OPENGL和VISUAL BASIC的结合来实现LIDAR点云数据的三维可视化,并完成了各种滤波算法模块、内插算法模块,数据压缩模块、不规则三角网和规则格网模块的编写,初步实现了对LIDAR数据的处理和三维可视化漫游。