基于機(jī)載LIDAR數(shù)據(jù)的建筑物信息提取研究
發(fā)布時(shí)間:2023-01-13 18:17
“數(shù)字城市”作為知識(shí)經(jīng)濟(jì)、信息社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì),代表了新的世界潮流和城市發(fā)展的方向。建筑物作為城市地區(qū)最主要的地物要素之一,對(duì)其信息提取及分析的研究變得至關(guān)重要。近年來(lái),許多攝影測(cè)量與遙感等領(lǐng)域的學(xué)者展開了利用機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)(半)自動(dòng)建筑物信息提取及建模的研究。機(jī)載LiDAR是一種新型的主動(dòng)式遙測(cè)儀器,它能夠快速直接的獲取海量、高精度、高密度的地表三維數(shù)據(jù),是一種兼具效率、精度及經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的地表三維空間數(shù)據(jù)釆集技術(shù),因此機(jī)載Li DAR數(shù)據(jù)逐漸成為了建筑物信息提取及模型重建中難以替代的數(shù)據(jù)源。本文以山東省臨沂市蘭山區(qū)的機(jī)載Li DAR數(shù)據(jù)為研究對(duì)象,針對(duì)建筑物信息提取涉及到的去噪、點(diǎn)云分類、建筑物輪廓線提取以及輪廓線規(guī)則化一系列問題展開研究與試驗(yàn),具體內(nèi)容如下:(1)通過(guò)三維格網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)載LiDAR點(diǎn)云進(jìn)行組織,分別根據(jù)格網(wǎng)間的鄰域關(guān)系及區(qū)域生長(zhǎng)算法剔除點(diǎn)云主體外的離散、成簇噪聲點(diǎn)。(2)依據(jù)規(guī)則格網(wǎng)結(jié)構(gòu)選取格網(wǎng)內(nèi)部最低點(diǎn),以此為種子點(diǎn)構(gòu)建TIN得到點(diǎn)云距地面高差,進(jìn)而通過(guò)高差偏度平衡濾波將Li DAR點(diǎn)云分為地面點(diǎn)和非地面點(diǎn),實(shí)現(xiàn)無(wú)閾值濾波。(3)利用非地面點(diǎn)云的多次回波...
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 LiDAR數(shù)據(jù)去噪的研究現(xiàn)狀
1.2.2 機(jī)載LiDAR建筑物提取的研究現(xiàn)狀
1.2.3 機(jī)載LiDAR建筑物輪廓線提取的研究現(xiàn)狀
1.2.4 機(jī)載LiDAR建筑物輪廓線規(guī)則化的研究現(xiàn)狀
1.3 研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線及論文結(jié)構(gòu)
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
1.3.3 論文結(jié)構(gòu)
第2章 機(jī)載LiDAR系統(tǒng)及數(shù)據(jù)
2.1 機(jī)載LiDAR系統(tǒng)
2.1.1 機(jī)載LiDAR產(chǎn)品簡(jiǎn)述
2.1.2 機(jī)載LiDAR系統(tǒng)組成
2.1.3 機(jī)載LiDAR系統(tǒng)工作原理
2.1.4 機(jī)載LiDAR系統(tǒng)特性
2.2 LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)
2.2.1 LiDAR數(shù)據(jù)組成
2.2.2 LiDAR數(shù)據(jù)特點(diǎn)
2.2.3 LiDAR數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
第3章 研究區(qū)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
3.1 研究區(qū)概況
3.2 機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)
第4章 LIDAR數(shù)據(jù)預(yù)處理
4.1 噪聲來(lái)源及分類
4.2 基于三維格網(wǎng)的機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)去噪算法
4.2.1 點(diǎn)云三維格網(wǎng)化
4.2.2 離散噪聲點(diǎn)的判別
4.2.3 成簇噪聲點(diǎn)的判別
4.3 實(shí)驗(yàn)與分析
第5章 建筑物點(diǎn)云提取
5.1 典型地物的點(diǎn)云分布特征
5.2 常見的濾波算法原理
5.2.1 基于地形坡度的濾波
5.2.2 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)濾波
5.2.3 移動(dòng)曲面擬合濾波
5.3 基于TIN三角網(wǎng)的高差偏度平衡濾波
5.3.1 計(jì)算高差
5.3.2 高差偏度平衡濾波
5.4 基于聯(lián)通域檢測(cè)的平面擬合閾值算法
5.5 實(shí)驗(yàn)與分析
5.5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果
5.5.2 精度分析
第6章 建筑物點(diǎn)云輪廓線提取及規(guī)則化
6.1 建筑物點(diǎn)云輪廓線提取
6.1.1 改進(jìn)的Alpha-Shape算法
6.2 建筑物輪廓線規(guī)則化
6.2.1 建筑物輪廓線關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)
6.2.2 輪廓線規(guī)則化
6.3 實(shí)驗(yàn)與分析
6.3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果
6.3.2 精度分析
第7章 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
導(dǎo)師、作者簡(jiǎn)介及攻讀學(xué)位期間發(fā)表文章
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高效計(jì)算網(wǎng)格壁面距離的KD樹方法[J]. 郭中州,何志強(qiáng),夏陳超,陳偉芳. 國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[2]基于強(qiáng)度與顏色信息的地面LiDAR點(diǎn)云聯(lián)合分類方法[J]. 程效軍,郭王,李泉,程小龍. 中國(guó)激光. 2017(10)
[3]大數(shù)據(jù)背景下混合層次包圍盒碰撞檢測(cè)算法的優(yōu)化[J]. 李健,王明月,姚汝婧,曹春玲,胡雅婷. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2017(03)
[4]雙閾值A(chǔ)lpha Shapes算法提取點(diǎn)云建筑物輪廓研究[J]. 李云帆,譚德寶,高廣,劉瑞. 長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào). 2016(11)
[5]基于DSM深度影像的機(jī)載LiDAR建筑物邊界提取[J]. 陳光洲,岳東杰,許穎,郭珍珍. 勘察科學(xué)技術(shù). 2016(01)
[6]多尺度點(diǎn)云噪聲檢測(cè)的密度分析法[J]. 朱俊鋒,胡翔云,張祖勛,熊小東. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2015(03)
[7]測(cè)繪人眼中的智慧城市——李德仁院士專訪[J]. 牛汝辰,鄧國(guó)臣. 測(cè)繪科學(xué). 2015(01)
[8]關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)的復(fù)雜建筑物模型自動(dòng)重建[J]. 李鵬程,邢帥,徐青,周楊,劉志青,張艷,耿迅. 遙感學(xué)報(bào). 2014(06)
[9]一種四叉樹與KD樹結(jié)合的海量機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)組織管理方法[J]. 楊建思. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2014(08)
[10]基于特征選擇的雙邊濾波點(diǎn)云去噪算法[J]. 曹爽,岳建平,馬文. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(S2)
博士論文
[1]機(jī)載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波算法的研究與應(yīng)用[D]. 周曉明.解放軍信息工程大學(xué) 2011
[2]機(jī)載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理與建筑物三維重建[D]. 曾齊紅.上海大學(xué) 2009
碩士論文
[1]樹木遮擋下的機(jī)載Lidar點(diǎn)云建筑物輪廓提取[D]. 馮茂林.西南交通大學(xué) 2017
[2]基于機(jī)載LIDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)的建筑物邊緣提取[D]. 魏磊.長(zhǎng)安大學(xué) 2013
[3]基于LIDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)與影像融合的建筑物提取[D]. 潘中華.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 2012
[4]計(jì)算幾何的不規(guī)則三角網(wǎng)算法研究及在GIS中應(yīng)用[D]. 姜宇濤.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2003
本文編號(hào):3730625
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 LiDAR數(shù)據(jù)去噪的研究現(xiàn)狀
1.2.2 機(jī)載LiDAR建筑物提取的研究現(xiàn)狀
1.2.3 機(jī)載LiDAR建筑物輪廓線提取的研究現(xiàn)狀
1.2.4 機(jī)載LiDAR建筑物輪廓線規(guī)則化的研究現(xiàn)狀
1.3 研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線及論文結(jié)構(gòu)
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
1.3.3 論文結(jié)構(gòu)
第2章 機(jī)載LiDAR系統(tǒng)及數(shù)據(jù)
2.1 機(jī)載LiDAR系統(tǒng)
2.1.1 機(jī)載LiDAR產(chǎn)品簡(jiǎn)述
2.1.2 機(jī)載LiDAR系統(tǒng)組成
2.1.3 機(jī)載LiDAR系統(tǒng)工作原理
2.1.4 機(jī)載LiDAR系統(tǒng)特性
2.2 LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)
2.2.1 LiDAR數(shù)據(jù)組成
2.2.2 LiDAR數(shù)據(jù)特點(diǎn)
2.2.3 LiDAR數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
第3章 研究區(qū)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
3.1 研究區(qū)概況
3.2 機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)
第4章 LIDAR數(shù)據(jù)預(yù)處理
4.1 噪聲來(lái)源及分類
4.2 基于三維格網(wǎng)的機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)去噪算法
4.2.1 點(diǎn)云三維格網(wǎng)化
4.2.2 離散噪聲點(diǎn)的判別
4.2.3 成簇噪聲點(diǎn)的判別
4.3 實(shí)驗(yàn)與分析
第5章 建筑物點(diǎn)云提取
5.1 典型地物的點(diǎn)云分布特征
5.2 常見的濾波算法原理
5.2.1 基于地形坡度的濾波
5.2.2 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)濾波
5.2.3 移動(dòng)曲面擬合濾波
5.3 基于TIN三角網(wǎng)的高差偏度平衡濾波
5.3.1 計(jì)算高差
5.3.2 高差偏度平衡濾波
5.4 基于聯(lián)通域檢測(cè)的平面擬合閾值算法
5.5 實(shí)驗(yàn)與分析
5.5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果
5.5.2 精度分析
第6章 建筑物點(diǎn)云輪廓線提取及規(guī)則化
6.1 建筑物點(diǎn)云輪廓線提取
6.1.1 改進(jìn)的Alpha-Shape算法
6.2 建筑物輪廓線規(guī)則化
6.2.1 建筑物輪廓線關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)
6.2.2 輪廓線規(guī)則化
6.3 實(shí)驗(yàn)與分析
6.3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果
6.3.2 精度分析
第7章 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
導(dǎo)師、作者簡(jiǎn)介及攻讀學(xué)位期間發(fā)表文章
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高效計(jì)算網(wǎng)格壁面距離的KD樹方法[J]. 郭中州,何志強(qiáng),夏陳超,陳偉芳. 國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[2]基于強(qiáng)度與顏色信息的地面LiDAR點(diǎn)云聯(lián)合分類方法[J]. 程效軍,郭王,李泉,程小龍. 中國(guó)激光. 2017(10)
[3]大數(shù)據(jù)背景下混合層次包圍盒碰撞檢測(cè)算法的優(yōu)化[J]. 李健,王明月,姚汝婧,曹春玲,胡雅婷. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2017(03)
[4]雙閾值A(chǔ)lpha Shapes算法提取點(diǎn)云建筑物輪廓研究[J]. 李云帆,譚德寶,高廣,劉瑞. 長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào). 2016(11)
[5]基于DSM深度影像的機(jī)載LiDAR建筑物邊界提取[J]. 陳光洲,岳東杰,許穎,郭珍珍. 勘察科學(xué)技術(shù). 2016(01)
[6]多尺度點(diǎn)云噪聲檢測(cè)的密度分析法[J]. 朱俊鋒,胡翔云,張祖勛,熊小東. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2015(03)
[7]測(cè)繪人眼中的智慧城市——李德仁院士專訪[J]. 牛汝辰,鄧國(guó)臣. 測(cè)繪科學(xué). 2015(01)
[8]關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)的復(fù)雜建筑物模型自動(dòng)重建[J]. 李鵬程,邢帥,徐青,周楊,劉志青,張艷,耿迅. 遙感學(xué)報(bào). 2014(06)
[9]一種四叉樹與KD樹結(jié)合的海量機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)組織管理方法[J]. 楊建思. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2014(08)
[10]基于特征選擇的雙邊濾波點(diǎn)云去噪算法[J]. 曹爽,岳建平,馬文. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(S2)
博士論文
[1]機(jī)載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波算法的研究與應(yīng)用[D]. 周曉明.解放軍信息工程大學(xué) 2011
[2]機(jī)載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理與建筑物三維重建[D]. 曾齊紅.上海大學(xué) 2009
碩士論文
[1]樹木遮擋下的機(jī)載Lidar點(diǎn)云建筑物輪廓提取[D]. 馮茂林.西南交通大學(xué) 2017
[2]基于機(jī)載LIDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)的建筑物邊緣提取[D]. 魏磊.長(zhǎng)安大學(xué) 2013
[3]基于LIDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)與影像融合的建筑物提取[D]. 潘中華.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 2012
[4]計(jì)算幾何的不規(guī)則三角網(wǎng)算法研究及在GIS中應(yīng)用[D]. 姜宇濤.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2003
本文編號(hào):3730625
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