Thành lập DEM/DTM DSM bằng công nghệ LiDAR

1 THÀNH LẬP DEM/DTM DSM BẰNG CÔNG NGHỆ LiDAR TSKH. LƯƠNG CHÍNH KẾ Viện Đo ảnh và Bản đồ ĐH Bách Khoa Vacsava Email: lchinhke@poczta.pl TÓM TẮT: Do có nhiều ưu điểm, công nghệ LiDAR ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong công tác nghiên cứu địa hình, trước hết phục vụ thành lập DEM/DTM và DSM với độ chính xác cao, ít phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và cung cấp sản phẩm trong thời gian ngắn. Bài báo trình bầy những nội dung đại cương cơ bản về công nghệ LiDAR bao gồm các phần: giới thiệu hệ thống LiDAR với các thông số kỹ thuật; đặc biệt nhấn mạnh công đoạn xử lý số liệu LiDAR; và sau cùng là kết quả ứng dụng LiDAR để thành lập DSM, DEM/DTM. 1. MỞ ĐẦU Công nghệ LiDAR (Light Detecting And Ranging) hay còn gọi là công nghệ đo dài bằng la-de từ máy bay ALR (Airborne Laser Ranging) phục vụ cho công tác nghiên cứu địa hình bắt đầu vào những năm thập niên 90 của kỷ nguyên XX. Bản thân kỹ thuật la-de đã được phát minh và ứng dụng trong các ngành kỹ thuật từ những năm 60, 70, 80 của kỷ nguyên trước. Vào đầu những năm 90, kỹ thuật la-de được NASA (Mỹ) đưa vào ứng dụng trong công tác nghiên cứu địa hình. Kỹ thuật ALR ngày càng được cải tiến cả về thiết bị lẫn công nghệ. Do vậy, kỹ thuật la-de có giá thành ngày càng giảm. Các hệ thống LiDAR thương mại ứng dụng vào địa hình của nhiều hãng sản xuất chế tạo đã có sức cạnh tranh mạnh trên thị trường thế giới vào cuối những năm 90 của thế kỷ XX. Nắm bắt xu thế phát triển công nghệ LiDAR, tổ chức Đo ảnh thực nghiệm châu Âu OEEPE trong khuôn khổ của tổ chức Đo ảnh thế giới ISPRS, đã thành lập nhóm nghiên cứu ứng dụng LiDAR trong lĩnh vực địa hình vào mùa Xuân 1998. Hội thảo khoa học chuyên đề đầu tiên về công nghệ LiDAR "Mapping Surface structure and topography by airborne and spaceborne lasers" của tổ chức ISPRS do nhóm WG III/5 và 2 đã tổ chức tại La Jolla, USA từ ngày 9 - 11 tháng11/1999. Trong hội nghị đã có trên 25 báo cáo khoa học xung quanh ứng dụng công nghệ LiDAR. Kể từ năm 1999 cho tới nay, hàng năm ISPRS tiến hành tổ chức hội thảo khoa học về chuyên đề LiDAR. Năm 2005 vừa qua (từ 12 đến 14 tháng 9), hội thảo do nhóm WG III/3-4 V/3 của ISPRS tổ chức tại Hà Lan dưới đầu đề: "Laser Scanning 2005". Số báo cáo khoa học trong hội nghị là 39. Các báo cáo khoa học trong hội thảo tập trung vào các vấn đề sau: • Cải tiến và hoàn thiện hệ thống LiDAR nhằm nâng cao độ chính xác, mở rộng tính toàn năng và giảm giá thành của thiết bị. • Đánh giá độ chính xác thành lập DEM/DTM (Digital Elevation Model / Digital Terrain Model), DSM (Digital Surface Model), mô phỏng 3D ( 3-Dimensions) thành phố. • Kết hợp số liệu LiDAR với các số liệu khác, như với ảnh hàng không số, InSAR (Interferometer Synthetic Aperture Radar). • Đánh giá hiệu quả kinh tế (giá thành và thời gian) ứng dụng LiDAR vào các mục đích khác nhau như trong kiến trúc, giao thông, viễn thông, v.v. Ưu điểm nổi bật của LiDAR cho công tác nghiên cứu địa hình là số liệu LiDAR có độ chính xác cao. Cụ thể, sai số mặt bằng và độ cao toạ độ điểm đạt mX,Y,Z = ±0,15m – ±0,30m cho vùng địa hình cứng (không có thực, vật phủ); mZ = ±0,5m cho vùng địa hình mềm (có thực, vật phủ) và mZ = ±0,75m cho các vùng địa hình đồi núi [4]. Thời gian thu nhận thông tin về địa hình tiến hành rất nhanh với 5000 điểm quét có toạ độ không gian ba chiều X, Y, Z trong vòng một giây. Mật độ điểm quét ở dạng lưới ô vuông GRID với cạnh có thể điều chỉnh từ vài đề-xi-mét đến 10m. Ngay từ năm đầu của kỷ nguyên XXI, chi phí của LiDAR để thành lập DEM đã được đánh giá [10] ước chừng 200USD/1km2 cho vùng địa hình khoảng 100km2. Chi phí này tăng khi khu vực thành lập DEM bằng LiDAR nhỏ hơn 100km2, và giảm đáng kể cho vùng địa hình có 2 diện tich rộng trên 100km2. Giá thành DEM còn phụ thuộc vào lấy mẫu thực địa (kích cỡ cạnh ô vuông của lưới GRID, hay độ dài cạnh tam giác của lưới TIN). Độ chính xác của DEM phụ thuộc vào 4 yếu tố: mật độ điểm, độ chính xác toạ độ điểm, mô hình toán học thành lập DEM và tính phức tạp của địa hình [1, 10, 11]. Do ưu điểm của LiDAR nêu ở trên, DEM xây dựng từ LiDAR có độ chính xác cao. Nếu mật độ điểm quét lớn hơn 1điểm/m2, DEM của địa hình cứng có thể đạt độ chính xác mZ = ±0,05m [4]. Bài báo giới thiệu đại cương về công nghệ LiDAR với các nội dung chính: nguyên lý hoạt động hệ thống LiDAR và xử lý số liệu LiDAR để thành lập DEM/DTM, DSM. 2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG LiDAR LiDAR gồm nhiều hệ thống liên kết với nhau, trước hết cần kể đến thiết bị (T/B) đo dài la- de đặt trên máy bay, cho phép đo khoảng cách D từ máy bay đến điểm địa vật hay địa hình. Thiết bị la-de có thể quét tuyến địa hình với độ rộng từ vài chục mét tới vài trăm mét, nhờ tấm gương quay. Tấm gương gắn ở phần đầu của thiết bị quét bẻ chùm tia la-de hướng về bề mặt địa hình. Tia la-de hoạt động theo nguyên lý xung điện (có loại theo nguyên lý sóng) có tần số lớn tới vài kHz phát ra từ nguồn sáng la-de. Phần năng lượng phản hồi từ bề mặt địa hình hay địa vật qua hệ thống quang học được ghi thu lại. Trên cơ sở biết thời gian (t) phản hồi của tín hiệu từ bề mặt địa hình về thiết bị ghi thu và tần số của xung điện (v) chúng ta sẽ xác định được khỏang cách D từ điểm địa hình hay địa vật đến máy bay tại thời điểm quét. Thiết bị đo dài la-de hoạt động trong dải phổ hồng ngoại, cận hồng ngoại với bước sóng tới 1540nm. Độ chính xác đo khoảng cách bằng la-de có thể đạt với sai số mD = ±1cm. Hoạt động đồng thời với thiết bị quét la-de là hệ thống thu GPS (Global Positioning System) nhằm xác định vị trí không gian X, Y, Z của thiết bị quét la-de đặt trên máy bay tại thời điểm quét. Nhờ kỹ thuật đo dGPS (với trạm GPS mặt đất), hiệu số toạ độ không gian giữa thiết bị quét la-de trên máy bay và trạm GPS mặt đất sẽ được xác định trong hệ thống toạ độ lựa chọn. Kỹ thuật dGPS có thể đạt độ chính xác xác định toạ độ điểm với sai số ±10cm. Cùng làm việc với thiết bị quét la-de và hệ thống thu GPS là hệ thống điều khiển hàng hướng INS (Inertial Navigation System). Hệ thống INS thực hiện nhiệm vụ đo gia tốc theo 3 hướng X, Y, Z và góc nghiêng của máy bay, cho phép xác định góc phương vị (ψ) của tia quét la-de tại thời điểm quét. Toạ độ không gian X, Y, Z của điểm địa vật hay địa hình sẽ được xác định dựa vào độ dài (D) và góc phương vị tương ứng (ψ), trong hệ thống toạ độ lựa chọn GPS. Hình 1 giới thiệu nguyên lý làm việc của hệ thống LiDAR. Hình 1: Nguyên lý hoạt động hệ thống LiDAR 3 3. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG LiDAR Hệ thống LiDAR gồm hai phần: phần hoạt động trên không (trên máy bay) và phần làm việc trên mặt đất (Hình1). Phần hệ thống làm việc trên không bao gồm: • Thiết bị quét la-de LRF (Laser Range Finder), • Hệ thống định vị toàn cầu GPS, • Hệ thống hàng hướng INS, • Máy chụp ảnh hoặc máy quay video • Hệ thống ghi thu số liệu tín hiệu, • Hệ thống điều hành bay, Phần hệ thống làm việc trên mặt đất gồm: • Trạm cố định GPS mặt đất, • Trạm xử lý số liệu. Trong những năm qua trên thị trường thế giới xuất hiện nhiều thiết bị quét la-de thương mại cạnh tranh gay gắt của nhiều hãng sản xuất chế tạo như: AIMS, ALTM 1020 TS, ALTM 1020 GG, DATIS, FLIMAP1, Saab TopEye, TopoSys, FoToSCAN, AeroScan, v.v…Hình 2 giới thiệu toàn cảnh hệ thống LiDAR AeroScan của hãng EarthData Technologics (USA). Hình 2: Toàn cảnh hệ thống LiDAR AeroScan của hãng EarthData Technologics (USA) Do hạn chế về công suất của nguồn tia la-de, máy bay chỉ có thể làm việc ở độ cao không quá 1000m, với độ rộng của tuyến quét từ vài chục mét tới vài trăm mét. Để nắm bắt tính năng hoạt động, hệ thống LiDAR Saab TopEye của Thụy Điển giới thiệu dưới đây có các thông số kỹ thuật như sau: - độ dài phổ của sóng la-de: 1064nm, - nguyên lý quét: gương quay, - tần số mẫu: 1105Hz – 5270Hz, - tần số quét: 6,24 Hz -25Hz, - độ dài thực địa giữa hai điểm trên cùng một đường quét: từ 0,47m đến 3,95m, - độ dài thực địa giữa hai đường quét: từ 0,00m đến 9,60m, - góc quét về hai phía vuông góc với hướng bay: ±20o, (±10o cho trực thăng) - góc hội tụ của tia la-de: 1 – 8 mrad, - đường kính vết tia la-de trên mặt đất: 0,48m, - độ cao máy bay Hmax: 480m, - độ rộng của tuyến quét (H = 480m, góc quét = ±20o):349m, - kích cỡ và trọng lượng: 0,4m x 0,7m x 2,5m, 320 kg, - máy video: 2 chiếc (1 theo phương dây dọi, 1nghiêng về phía trước với góc 45o), - hệ thống ghi thu số liệu: GPS: dùng bộ nhớ PCMCIA, số liệu đo: băng Exabyte, video: Hi8 (mầu) 4 - vận tốc máy bay: 60m/s (216km/h), - hệ thống điều hành bay: CCNS-4, - chu kỳ ghi thu vị trí máy bay của GPS: 0,5s, - hệ thống INS: của hãng Applandix, - tần số ghi thu góc nghiêng của INS: 66Hz (khoảng 1m), - độ chính xác xác định góc nghiêng: 0o,02 – 0o,03. 4. XỬ LÝ SỐ LIỆU LiDAR ĐỂ THÀNH LẬP DEM Có ba nhóm số liệu thu được trong công nghệ LiDAR cần đưa ra xử lý, đó là: số liệu GPS, số liệu INS và số liệu quét LiDAR. Trong phần này chúng tôi chỉ đề cập tới xử lý số liệu LiDAR để thành lập DEM; còn số liệu GPS và INS thuộc phạm trù của lĩnh vực khác, có thể tham khảo tài liệu có liên quan [5]. Trên đường đi, các xung điện của tia la-de gặp chướng ngại vật như cây cối, nhà cửa hoặc các vật khác như hệ thống dây điện cao thế v.v… sẽ phản hồi về hệ thống ghi thu tín hiệu. Một phần xung điện la-de tiếp tục đâm xuyên (nếu có thể) qua chướng ngại vật và gặp bề mặt địa hình lại phản hồi tiếp về hệ thống ghi thu. Như vậy số liệu của LiDAR bao gồm 2 nhóm tín hiệu: nhóm tín hiệu địa vật và nhóm tín hiệu địa hình. Trong nhóm tín hiệu địa vật hay gặp trong thực tế cần tách biệt là nhóm tín hiệu nhà cửa và nhóm tín hiệu cây cối (Hình 3) – đây là nhóm tín hiệu tĩnh [6]. a) b) Hình 3: Số liệu thô của LiDAR: a) – Mặt cắt số liệu điạ hình (vết đen thẫm) và địa vật cây (các đốm sáng); b) – Toàn cảnh số liệu khu vực quét: điạ hình (vết đen thẫm), địa vật cây và nhà (đốm sáng) Các tín hiệu địa hình được tách ra khỏi nhóm tín hiệu địa vật sẽ là số liệu cần thiết để thành lập mô hình số độ cao DEM (Digital Elevation Model). Nếu sử dụng đồng thời các số liệu địa hình và địa vật, chúng ta có thể khôi phục lại mô hình số bề mặt DSM (Digital Surface Model) của khu vực địa hình. Các số liệu địa vật nhà cửa sẽ được sử dụng mô phỏng không gian 3D thành phố. Các số liệu địa vật cây cối sẽ sử dụng trong quy hoạch và bảo vệ rừng. Trên thị trường thế giới, nhiều công ty sản xuất và chế tạo hệ thống LiDAR với các phần mềm có thể tiến hành tự động hoá (tới 95%) lọc các số liệu địa hình địa vật. Chuyên mục này, chúng tôi giới thiệu đại cương về thuật toán lọc trong “hộp đen” phần mềm của hệ thống LiDAR. 4.1. Lọc số liệu địa hình để thành lập DEM Ý tưởng để phát hiện điểm là điểm địa hình thuộc tập hợp điểm A của hệ thống thu tín hiệu là dựa vào “hàm hiệu số độ cao cực đại” giữa hai điểm pi và pj. Ứng dụng lý thuyết tô-pô học, DEM được định nghĩa như sau [6, 7, 8]: 5 ( ) ( )( )}{ jipjpiji ppdhhhApApDEM ,:| maxΔ≤−∈∀∈= (1) Biểu thức (1) phát biểu như sau: điểm pi được lọc từ tập hợp A là điểm địa hình nếu không tồn tại điểm pj nào khác, sao cho hiệu số độ cao giữa các điểm (hpi – hpj) nhỏ hơn hiệu số độ cao cực đại cho phép ∆hmax trong phạm vi khoảng cách d(pi , pj) giữa chúng. Bắt đầu từ điểm pmin, các điểm được sắp xếp tuần tự theo độ dài tăng dần. Sau đó tính gradient b dựa vào độ dài d (pi , pj) và chênh cao (hpi – hpj): b = (d(pi , pj), (hpi – hpj)) (2) Phụ thuộc vào tham số ngưỡng a và phương sai σa của nó, đồng thời phụ thuộc vào gradient b và phương sai σb, cũng như tham số ka , kb mô tả đặc thù địa hình, giá trị ∆hmax xác định theo hàm hồi quy sau: 22222 max bbaa dkdbkah σσ +++=Δ (3) Sau khi tính DEM gần đúng lần thứ nhất theo (1) và (3), chúng ta tiến hành lọc số liệu địa hình ra khỏi tập hợp thô (chứa cả số liệu địa hình và số liệu địa vật) dựa vào khoảng cách dọc theo phương dây dọi (trục Z) của DEM. Trước hết cần xác lập ngưỡng k1 , k2 (k1 < k2), chúng ta sẽ có chuẩn lọc điểm như sau: (a) – (hi – hmin) điểm đó là điểm địa hình, (b) – (hi – hmin) > k2 /cosb => điểm đó là điểm địa vật, (4) (c) – k1 /cosb ≤ (hi – hmin) ≤ k2 /cosb => điểm không được lọc (không được phân loại). 4.2 Lọc điểm địa vật nhà và cây Thuật toán lọc các số liệu điểm địa vật nhà và cây từ tập hợp thô rất cần thiết trong thực tế. Mỗi loại địa vật này đặc trưng bằng giá trị phương sai trong luật phân phối sai số. Điểm P(X,Y,Z) được lọc từ N điểm Qi (Xi, Yi, Zi) với i = 1, 2, 3,...,N nếu khoảng cách từ điểm P tới điểm Qi (viết tắt là d(P, Qi)) nhỏ hơn hoặc bằng ngưỡng r cho trước, nghĩa là: d(P, Qi) ≤ r (5) trong đó r phụ thuộc vào mật độ điểm quét. Nếu điểm P và Qi cùng thuộc mặt phẳng cục bộ aX + bY + cZ + d = 0 thì khoảng cách d(P, Qi) giữa chúng tới mặt phẳng đó phải nhỏ nhất; nghĩa là số hiệu chỉnh khoảng cách (theo trục Z) của điểm i (viết là vi) sẽ có dạng: vi = Zi – ((a/c) Xi + (b/c) Yi + (d/c)) (6) và phương sai của vi sẽ là: 22 2 2 2 2 ZiYiXivi c b c a σσσσ +⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛+⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= (7) Hàm thử ),,,(2 dcbaχ sẽ được cực tiểu hoá và có dạng: ∑ = == N i vi ivdcba 1 2 2 2 min),,,( σχ (8) Có 3 trường hợp xảy ra: (1) – Tồn tại mặt phẳng cục bộ và điểm P thuộc mặt phẳng đó, (2) – Tồn tại mặt phẳng cục bộ và điểm P không thuộc mặt phẳng đó, (3) – Không tồn tại mặt phẳng cục bộ. Kết hợp 3 trường hợp nêu ở trên với 3 chuẩn của (4), chúng ta sẽ lập được bảng 1 về lọc (phân loại) điểm địa hình, điểm địa vật nhà và điểm địa vật cây như sau: 6 Bảng 1: Kết quả lọc theo ba tiêu chuẩn kết hợp với ba trường hợp Ba tiêu chuẩn theo (4) Các trường hợp Kết quả lọc (1) Điểm thực địa (2) Điểm lọc khác (3) Điểm thực địa gồ ghề (a) – Điểm địa hình Điểm lọc khác Điểm thưc địa (1) Điểm vật là nhà (2) Điểm lọc khác (3) Điểm vật là cây (b) – Điểm địa vật Điểm lọc khác Điểm lọc khác (1) Điểm thực địa (2) Điểm lọc khác (3) Điểm vật là cây (c) – Điểm không được lọc Điểm lọc khác Điểm lọc khác Trên đây là một trong số các thuật toán lọc thường gặp trong „hộp đen” phần mềm của hệ thống LiDAR mà các công ty quảng cáo, nhằm tách các số liệu địa hình và địa vật ngay từ tập hợp số liệu thô; ví dụ như trong hệ thống TopoSys, TopEye. Công đoạn xử lý số liệu LiDAR là công đoạn phức tạp, chiếm nhiều thời gian, ước tính gấp từ 2 lần trở lên so với thời gian bay quét la-de. Hình 4 giới thiệu kết quả thành lập DSM và DEM [3]. a) b) Hình 4: Kết quả thành lập DSM (a) và DEM (b) – sau khi lọc bằng công nghệ LiDAR Đánh giá độ chính xác thành lập DEM bằng công nghệ LiDAR, chúng ta có thể thực hiện mặt cắt theo tuyến. Hình 5 (phải) biểu diễn 3 mặt cắt dọc của DEM thành lập bằng 3 phương pháp: từ bản đồ địa hình (DEM-1), bằng số đo trực tiếp (DEM-2), bằng LiDAR (LSDEM) của khu vực địa hình trên ảnh 5 (trái) và mô hình số bề mặt từ LiDAR (LSDSM) [2]. Hình 5: So sánh độ chính xác DEM thành lập từ LiDAR (LSDEM), từ bản đồ (DEM-1) và từ số đo trực tiếp (DEM-2). Mô hình số bề mặt bằng LiDAR (LSDSM) và độ cao cây đo trực tiếp (chấm xanh lục). 7 5. HIỆU QUẢ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LiDAR Công nghệ LiDAR phục vụ trước hết cho mục đích thành lập DEM/DTM [1, 11] có độ chính xác cao. Trong những năm gần đây LiDAR còn có thế mạnh trong lĩnh vực mô phỏng 3D thành phố v.v...So với công nghệ đo ảnh, LiDAR có những ưu điểm sau: - Không phụ thuộc vào điều kiện chiếu sáng địa hình, do LiDAR có nguồn sáng riêng, - Giảm ảnh hưởng phụ thuộc vào thời tiết. Có thể tiến hành làm việc trong điều kiện thời tiết xấu như mưa nhỏ, mây mù không dày đặc, - Tia la-de có khả năng đâm xuyên qua lớp phủ thực vật đến bề mặt địa hình, - Có độ chính xác cao, tương đương với bản đồ tỷ lệ 1:1000 thành lập từ ảnh hàng không có tỷ lệ 1:8000, - Thời gian thành lập DEM nhanh do thời gian thu thập số liệu (quét) địa hình nhanh và công tác lọc tự động tới 95%. - Giá thành thành lập DEM ngày càng cạnh tranh giảm. Thời kỳ đầu ứng dụng LiDAR (2000) chi phí cho 1km2 khoảng 200USD, nhưng hiện nay giá thành chỉ bằng một nửa, thậm chí còn thấp hơn cho vùng địa hình lớn trên 100 km2. Song, so với công nghệ đo ảnh, LiDAR có những hạn chế: - Thiếu hình ảnh cảnh quan, do vậy phải trang bị thêm thiết bị video, - Địa hình là tập hợp điểm, cho nên thiếu đường bao, đường viền về dáng của địa hình, - Với địa hình cắt gẫy đòi hỏi mật độ điểm quét thậm chí dưới 1m, do vậy chi phí sẽ tăng đáng kể, - Nhất thiết đòi hỏi phải có các hệ thống GPS và INS. Phạm vi ứng dụng của công nghệ LiDAR cần đề cập tới các lĩnh vực sau: - Trước hết để thành lập DEM/DTM và DSM. - Mô phỏng 3D thành phố [9]. - Phục chế trong bảo tồn bảo tàng, - Ứng dụng trong khai thác mỏ lộ thiên trên diện rộng - Khảo sát thiết kế các tuyến đường sắt, các xa lộ, ống dẫn dầu khí, đường dây cao thế, - Khảo sát các tuyến dọc sông ngòi bờ biển phục vụ phòng chống lũ lụt, ô nhiễm môi trường do chất thải ven bờ v.v... 6. KẾT LUẬN Công nghệ LiDAR ứng dụng vào địa hình bắt đầu từ những năm đầu thập niên 90 của kỷ nguyên XX. Vào đầu những năm của kỷ nguyên XXI, công nghệ LiDAR không chỉ ứng dụng vào lĩnh vực địa hình mà còn ứng dụng trong các lĩnh vực phi địa hình. Điểm nổi bật của công nghệ LiDAR là số liệu thu nhận với độ chính xác cao, ít phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh về thời tiết, thời gian giao nộp sản phẩm nhanh. Vấn đề tồn tại của LiDAR cần tiếp tục hoàn thiện là thuật toán lọc tự động sao cho có độ tin cậy cao. Hiện nay, thuật toán lọc tự động đã đạt ở mức 95%. LiDAR mở ra khả năng mới cho công tác nghiên cứu địa hình và ngày càng cạnh tranh mạnh với công nghệ đo ảnh. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Axelsson P., (2000): DEM generation from laser scanner data using adaptive TIN models. IAPRS, Vol. XXX, part B4, p. 110 – 117. Amsterdam, Netherlands. [2]. Funahashi M., Setojima M., Akamatsu Y., Imai Y., (2001): Investigation of measuring accuracy of area by means of airborne laser scanner. The Journal of IAPRS, Vol. 34- 3/W4. p. 139 – 146, Maryland, USA. [3] Haugerud R. A., Hardding D. J., (2001): Some algorithms for virtual deforestation (VDF) of LiDAR topographic survey data. The Journal of IAPRS, Vol. 34-3/W4. p. 211 – 217, Maryland, USA. [4]. Kurczynski Z., (1999): DTM inaczej. Geodeta Nr 2(45) Luty/1999. Warsaw, Poland. 8 [5]. Luong Chinh Ke, (2004): Tam giác ảnh không gian tuyệt đối với ứng dụng công nghệ GPS/INS. Báo cáo khoa học tại Hội nghị Khoa Học lần thứ nhất của Viện Nghiên cứu Địa chính, Bộ Tài nguyên và Môi trường, Hà Nội. Việt Nam. [6]. Roggero M., (2001): Airborne laser scanning: clustering in raw data. The Journal of IAPRS, Vol. 34-3/W4, p. 227 – 232, Maryland, USA. [7]. Sithole G., (2001): Filtering of laser altimetry data using a slope adaptive filter. The Journal of IAPRS, Vol. 34-3/W4, p. 203 - 210. Maryland, USA. [8]. Sithole G., Vosselman G., (2005): Filtering of airborne laser scanner data based on segmented point clouds. ISPRS, WG III/4, V/3, Workshop: “laser scanning 2005”, p. 66 – 71, Enschede, Netherlands. [9]. Stainle E., Vogtle T., (2000): Effects of different laser scanning modes on the results of building recognition and reconstruction. IAPRS, Vol. XXX, part B3, p. 858 – 865. Amsterdam, Netherlands. [10] Sties M., Kruger S., Mercer J. B., Schnik S., (2000): Comparison of Digital Elevation Data from airborne laser and Interferometric SAR System. IAPRS, Vol. XXX, part B4, p. 866 – 873, Amsterdam, Netherlands. [11]. Wack R., Stelzl H., (2005): Laser DTM generation for South-Tyol and 3D visualization. ISPRS, WG III/4, V/3, Workshop: “laser scanning 2005”, p. 49 – 53, Enschede, Netherlands. SUMMARY ESTABLISHING DEM/DTM DSM BY LiDAR TECHNOLOGY Dr Sc. Luong Chinh Ke Institute of Photogrammetry & Cartography Warsaw University of Technology Email: lchinhke@gazeta.pl With results of more advantages, LiDAR technology has been more and more widely used for terrain investigation, firstly for DEM/DTM, DSM establishment with high accuracy. LiDAR technology not much depends upon weather and delivers desired products in the short time. The paper presents main contents of LiDAR technology by presentation of LiDAR system with its technical parameters, especially underlining of LiDAR data processing and finally the effects of using LiDAR for DEM, DSM generation. One of the very important tasks of LiDAR data processing for DEM is to filter the registered object data from a raw point data set acquired during airborne laser scanning. There are different mathematical models for this goal. In the paper the genaral algorithm of “maximum height deference function” based on slope adaptive filter has been presented.