Generation of LiDAR-derived digital elevation model (DEM), particularly for hydrologic and shore environments, poses a continuous challenge. The presence of laser dropouts found on the water bodies causes data voids/holes in the airborne LiDAR data point clouds. Unnatural huge triangular artifacts may appear in these regions when a DEM is generated, resulting in not only unpleasant visual effect but also inaccurate terrain analyses. The United States Geological Survey has stressed the need of having a hydro-flattened DEM in the LiDAR Base Specification. Different forms of water bodies should be represented by a flat surface. Existing approaches mainly rely on the use of ancillary data or manual intervention during the hydroflattening process. In this study, an automatic data processing workflow is proposed to: 1) classify land and water data points collected by a topographic airborne LiDAR system based on the scan line intensity-elevation ratio; 2) perform scan line void filling of data points in close-to-nadir region and at both swath edges; 3) generate a virtual water surface based on the classified water data points; 4) perform hydroflattening on the DEM. The proposed workflow was examined using five datasets collected by topographic airborne LiDAR on the inland ponds and lakes, inland rivers, nontidal boundary water bodies, tidal water bodies, and islands, as addressed in the LiDAR Base Specification. The results showed that the proposed workflow can successfully generate hydroflattened DEMs and overcome the drawback of existing approaches.

中文翻译：

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用于Hydroflattening DEM的机载LiDAR点云的扫描线空隙填充

生成 LiDAR 衍生的数字高程模型 (DEM)，尤其是针对水文和海岸环境，提出了持续的挑战。在水体上发现的激光丢失会导致机载 LiDAR 数据点云中的数据空洞/洞。生成 DEM 时，这些区域可能会出现不自然的巨大三角形伪影，不仅会导致视觉效果不佳，还会导致地形分析不准确。美国地质调查局强调需要在 LiDAR 基本规范中包含水压平 DEM。不同形式的水体应该用一个平面来表示。现有方法主要依赖于在压水过程中使用辅助数据或人工干预。在本研究中，提出了一种自动数据处理工作流程：1）根据扫描线强度-高程比对地形机载LiDAR系统采集的陆地和水域数据点进行分类；2) 在接近最低点区域和两个条带边缘对数据点进行扫描线空隙填充；3) 根据分类后的水数据点生成虚拟水面；4) 对 DEM 执行水压平整。如 LiDAR 基本规范中所述，使用由地形机载 LiDAR 在内陆池塘和湖泊、内陆河流、非潮汐边界水体、潮汐水体和岛屿上收集的五个数据集对提议的工作流程进行了检查。结果表明，所提出的工作流程可以成功生成水压平 DEM，并克服了现有方法的缺点。2) 在接近最低点区域和两个条带边缘对数据点进行扫描线空隙填充；3) 根据分类后的水数据点生成虚拟水面；4) 对 DEM 执行水压平整。如 LiDAR 基本规范中所述，使用由地形机载 LiDAR 在内陆池塘和湖泊、内陆河流、非潮汐边界水体、潮汐水体和岛屿上收集的五个数据集对提议的工作流程进行了检查。结果表明，所提出的工作流程可以成功生成水压平 DEM 并克服现有方法的缺点。2) 在接近最低点区域和两个条带边缘对数据点进行扫描线空隙填充；3) 根据分类后的水数据点生成虚拟水面；4) 对 DEM 执行水压平整。如 LiDAR 基本规范中所述，使用由地形机载 LiDAR 在内陆池塘和湖泊、内陆河流、非潮汐边界水体、潮汐水体和岛屿上收集的五个数据集对提议的工作流程进行了检查。结果表明，所提出的工作流程可以成功生成水压平 DEM，并克服了现有方法的缺点。如 LiDAR 基本规范中所述，使用由地形机载 LiDAR 在内陆池塘和湖泊、内陆河流、非潮汐边界水体、潮汐水体和岛屿上收集的五个数据集对提议的工作流程进行了检查。结果表明，所提出的工作流程可以成功生成水压平 DEM，并克服了现有方法的缺点。如 LiDAR 基本规范中所述，使用由地形机载 LiDAR 在内陆池塘和湖泊、内陆河流、非潮汐边界水体、潮汐水体和岛屿上收集的五个数据集对提议的工作流程进行了检查。结果表明，所提出的工作流程可以成功生成水压平 DEM，并克服了现有方法的缺点。