船載LiDAR系統(tǒng)可隨船舶移動快速、高精度直接探測河道以及兩岸植被、立面和橋梁等地物表面的空間三維信息,其數(shù)據(jù)具有高冗余、海量性、目標(biāo)多樣性、點(diǎn)密度分布不均、缺失嚴(yán)重和非結(jié)構(gòu)化的特點(diǎn),對船載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和后期應(yīng)用具有重要研究意義。本文圍繞船載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)目標(biāo)提取與分類,重點(diǎn)研究河流水涯線提取、典型地物的分類提取與優(yōu)化等方面的內(nèi)容,主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.在對船載LiDAR技術(shù)的發(fā)展及在內(nèi)河場景三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)快速采集模式介紹的基礎(chǔ)上,對現(xiàn)有河流水涯線提取方法和點(diǎn)云分類方法的研究現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行對比分析和歸納總結(jié),明確了后續(xù)船載LiADR點(diǎn)云數(shù)據(jù)的目標(biāo)提取和分類技術(shù)研究思路。2.詳細(xì)介紹船載LiDAR系統(tǒng)的傳感器組成與工作原理,通過與車/機(jī)載LiDAR系統(tǒng)獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,重點(diǎn)分析了船載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)的自身特性,給出了船載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)的三種數(shù)據(jù)組織方式和兩種去噪處理方法。3.提出一種基于船載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)河流水涯線精細(xì)化提取方法。該方法首先進(jìn)行點(diǎn)云粗格網(wǎng)劃分,結(jié)合河流水涯線格網(wǎng)的密度、高程、邊緣性和連續(xù)性多重約束條件,利用連通區(qū)域標(biāo)記和邊緣檢測組合算法確定河流水涯線粗邊緣,然后對粗提取結(jié)果進(jìn)行細(xì)格網(wǎng)劃分。在此基礎(chǔ)上提出距離約束下的單行格網(wǎng)局部高程最低點(diǎn)提取算法,實(shí)現(xiàn)河流水涯線精細(xì)化提取。試驗(yàn)結(jié)果表明該方法能夠提取出精細(xì)可靠的河流水涯線。4.針對利用高階條件隨機(jī)場模型進(jìn)行點(diǎn)云分類時,海量節(jié)點(diǎn)和無向邊導(dǎo)致點(diǎn)云分類效率低的問題,提出一種引入多尺度體素的高階條件隨機(jī)場船載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)分類方法。核心在于以多尺度體素代替海量離散點(diǎn)云,作為無向圖圖模型節(jié)點(diǎn),減少節(jié)點(diǎn)和無向邊的數(shù)量;使用超體分割結(jié)果作為高階團(tuán),并設(shè)計(jì)一種非監(jiān)督分布性空間上下文作為高階團(tuán)特征向量。結(jié)合構(gòu)建的圖模型和各階特征向量,采用高階條件隨機(jī)場模型,實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的自動分類。試驗(yàn)結(jié)果表明,本文方法能夠有效地對船載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分類,點(diǎn)云分類效率相比傳統(tǒng)方法提高了7到16倍。5.提出一種基于立面地物幾何語義特征的點(diǎn)云分類優(yōu)化方法,利用立面地物自身幾何語義特征,建立立面點(diǎn)分類規(guī)則,并針對建筑物立面點(diǎn)和錯分立面點(diǎn),分別設(shè)計(jì)一種多種子點(diǎn)區(qū)域生長算法和非監(jiān)督分類方法,有效解決了分類結(jié)果中的兩類常見錯分問題,進(jìn)一步提高了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的分類精度。
【學(xué)位單位】：戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P332;TP79
【部分圖文】：

戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文行有效處理。目前針對船載 LiDAR 點(diǎn)云數(shù)據(jù)目標(biāo)提取與分類技術(shù)的研究較少，尚夠?qū)Υd LiDAR 點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分類和目標(biāo)提取的商業(yè)軟件，對于船載 LiDA的典型目標(biāo)提取和分類技術(shù)中存在的諸多難題，有必要開展深入的研究。（a）機(jī)載激光雷達(dá)測量系統(tǒng) （b）車載激光雷達(dá)測量系統(tǒng)

反射得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，這部分噪點(diǎn)會對河流水涯線的提取產(chǎn)生干擾。2.2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)介紹本文使用兩組船載 LiDAR 系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)作為試驗(yàn)數(shù)據(jù)，這兩組數(shù)據(jù)分別由中科院技術(shù)物理研究所研制的兩套船載 LiDAR 系統(tǒng)獲取，兩套系統(tǒng)配置的激光掃描儀均為 RigVZ-1000 三維激光掃描儀，該掃描儀的參數(shù)如表 2-1 所示，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息如下：表 2-1 Rigel VZ-1000 三維激光掃描儀技術(shù)規(guī)格掃描方式 垂直掃描（線掃描）作業(yè)距離 標(biāo)稱 1400m掃描精度 5mm/100m掃描速度 300000 點(diǎn)/秒垂直視角 100角分辨率 0.0005激光安全等級 一級安全激光

數(shù)據(jù)二
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2878036