本文關(guān)鍵詞：基于體元和車載激光掃描數(shù)據(jù)的行道樹提取方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：行道樹是城市生態(tài)系統(tǒng)和城市景觀的重要組成部分,具有重要的生態(tài)和社會服務(wù)功能。由于行道樹形態(tài)特征復(fù)雜,受人為因素影響較大、形態(tài)變化較快,探索一種自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確的行道樹信息提取方法對市容綠化管理和規(guī)劃具有重要的意義。車載激光掃描系統(tǒng)作為城市近景三維空間信息采集的一個(gè)重要手段,具有快速獲取道路兩側(cè)地物(包括行道樹)三維信息的能力。本文提出了一種基于體元和鄰域搜索標(biāo)記的單株行道樹提取方法,該方法可以從車載激光掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)中自動(dòng)提取出組成單株行道樹的激光點(diǎn),并自動(dòng)估算出樹高、冠幅、胸徑和枝下高等特征信息。該方法由體元化、體元值計(jì)算、鄰域搜索及標(biāo)記、候選單株樹提取、形態(tài)參數(shù)估算以及其它桿狀物去除等步驟構(gòu)成。通過實(shí)例證明,提取結(jié)果較好地保留了組成單株行道樹的激光點(diǎn),并能較準(zhǔn)確地計(jì)算特征信息。該方法拓展了車載激光掃描系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,并可為城市綠化管理提供新的技術(shù)方法。 本文的研究成果主要分為以下幾個(gè)方面： 第一,探討了體元及其鄰域的表達(dá)。本研究認(rèn)為一個(gè)三維空間可以通過體元的擴(kuò)展來完成,這種擴(kuò)展與體元的鄰域息息相關(guān)。通過對體元鄰域的定義,在確定好種子體元后,與種子體元具有空間鄰近關(guān)聯(lián)的體元就可以按照一定的方式被搜索標(biāo)記,最終增長成一個(gè)三維體模型。 第二,將點(diǎn)云數(shù)據(jù)中激光點(diǎn)之間的空間關(guān)系轉(zhuǎn)換成體元之間的空間關(guān)系。點(diǎn)云數(shù)據(jù)量巨大,激光點(diǎn)分布不均勻,直接對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理非常困難。本文通過體元化處理,將繁雜的激光點(diǎn)之間的鄰近關(guān)系通過體元的鄰域關(guān)系進(jìn)行表達(dá)。同時(shí),連續(xù)的鄰域搜索標(biāo)記過程兼顧了體元水平方向和豎直方向的空間鄰近關(guān)系,使得我們能夠?qū)Φ匚锏娜S形態(tài)用體元的方式進(jìn)行還原。 第三,引入了基于競爭的鄰域搜索增長方法�；诟偁幍泥徲蛩阉魍ㄟ^定義競爭規(guī)則使得在增長過程中遇到鄰域標(biāo)記沖突情況時(shí)鄰域的分配更加合理有序。本研究將鄰域競爭搜索引入到體元的搜索標(biāo)記過程中,能夠在樹冠部分有重疊交織的情況下對單株行道樹進(jìn)行分離,從而使得本研究方法比現(xiàn)有方法更加可靠、穩(wěn)健。 第四,本研究首次嘗試了從車載激光掃描數(shù)據(jù)中實(shí)現(xiàn)對行道樹的形態(tài)參數(shù)自動(dòng)估算。本研究提出的方法能夠自動(dòng)提取出樹高、冠幅、胸徑和枝下高等行道樹生物物理參數(shù)。通過實(shí)例表明估算的結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)的吻合度很高,本文提出的估算方法可作為行道樹生物物理參數(shù)獲取的有效手段。
【關(guān)鍵詞】：車載激光掃描系統(tǒng) 點(diǎn)云數(shù)據(jù) 行道樹 體元 形態(tài)參數(shù) 競爭增長 鄰域搜索
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P234
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 目錄10-12
• 插圖清單12-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 研究現(xiàn)狀15-20
• 1.3 研究內(nèi)容及意義20-21
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)21-23
• 第二章 車載激光掃描系統(tǒng)23-29
• 2.1 車載激光掃描系統(tǒng)介紹23-25
• 2.2 車載激光掃描數(shù)據(jù)25-26
• 2.3 GPS/北斗雙星制導(dǎo)高維實(shí)景采集系統(tǒng)26-29
• 第三章 體元29-38
• 3.1 體元定義29-30
• 3.2 體元的鄰域30-32
• 3.3 體元和激光掃描數(shù)據(jù)結(jié)合的應(yīng)用32-38
• 第四章 行道樹識別方法38-56
• 4.1 體元化39-41
• 4.2 體元值計(jì)算41-42
• 4.3 鄰域搜索及標(biāo)記42-50
• 4.4 候選單株樹提取50-51
• 4.5 形態(tài)參數(shù)估算51-54
• 4.6 其它桿狀物去除54
• 4.7 軟件工具開發(fā)54-56
• 第五章 應(yīng)用實(shí)例56-65
• 5.1 應(yīng)用實(shí)例一56-59
• 5.2 應(yīng)用實(shí)例二59-62
• 5.3 討論62-65
• 第六章 結(jié)論與進(jìn)一步工作65-67
• 6.1 結(jié)論65-66
• 6.2 進(jìn)一步的工作66-67
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67-68
• 參考文獻(xiàn)68-79
• 后記79-82

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于體元和車載激光掃描數(shù)據(jù)的行道樹提取方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：374954