本文關(guān)鍵詞：機載激光雷達系統(tǒng)數(shù)據(jù)后處理方法的研究

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【摘要】：機載激光雷達測量技術(shù)是測繪領(lǐng)域的一項熱門高新技術(shù),機載激光雷達測量受外部環(huán)境和天氣的影響很小,能夠通過非接觸主動測量來獲取高精度真實地面的三維地形數(shù)據(jù)。因而在災(zāi)害監(jiān)測、文物保護、電力線路勘測設(shè)計、森林植被調(diào)查、軍事調(diào)查、地形測繪等方面得到了廣泛的應(yīng)用。隨著機載激光雷達測量技術(shù)的不斷進步,應(yīng)用范圍越來越廣,硬件技術(shù)和系統(tǒng)集成問題已基本得到解決,但點云數(shù)據(jù)處理仍然是當前測繪領(lǐng)域的研究熱點和重點,主要包括安置角誤差的檢校、點云自動化的濾波、機載激光雷達測量數(shù)據(jù)的地物提取等。本文對機載激光雷達數(shù)據(jù)處理進行了相關(guān)研究分析,首先分析了系統(tǒng)的組成和幾何定位原理,研究了機載激光雷達數(shù)據(jù)處理的基本流程和系統(tǒng)的主要誤差來源。著重研究了安置角檢校的理論方法,并通過具體的檢校實驗及精度分析驗證了只需選擇特征地物,無地面控制點的安置角誤差檢校方法的正確性。針對當前濾波算法需要的參數(shù)多、閾值設(shè)置門檻高、適應(yīng)性差的特點,本文提出了基于數(shù)學形態(tài)學開算子和偏度平衡法結(jié)合的濾波方法。該方法克服了偏度平衡法需要地形絕度平坦的缺點,充分利用了偏度平衡法不需要閾值和數(shù)學形態(tài)學開算子參數(shù)設(shè)置門檻低、效率高的優(yōu)點,并通過實驗檢驗了該方法的可行性。針對濾波后得到的非地面點(房屋、植被等),本文提出了對模糊C-均值聚類(FCM)改進的一種屋頂點提取方法。該方法主要克服了模糊C-均值聚類算法中分類結(jié)果與初始位置有關(guān)的不足,以及容易出現(xiàn)局部最優(yōu)的缺點,將模擬退火算法和遺傳算法相結(jié)合,利用它們各自算法的優(yōu)勢,克服了遺傳算法的早熟現(xiàn)象。使得模糊C-均值聚類更有效、更快速地收斂到全局最優(yōu)解,成功地進行了屋頂點的提取。
【關(guān)鍵詞】：機載激光雷達技術(shù)數(shù)據(jù)處理 安置角檢校 偏度平衡法 漸進形態(tài)學 模糊C-均值聚類
【學位授予單位】：東華理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P225;P23
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究概況10-11
• 1.2.1 國外研究概況10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究概況11
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容11-12
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)12-13
• 2 機載激光雷達測量系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理13-21
• 2.1 機載激光雷達測量系統(tǒng)的組成13-14
• 2.1.1 遙感平臺13
• 2.1.2 激光測距單元13
• 2.1.3 動態(tài)差分GPS接收機和IMU13
• 2.1.4 數(shù)碼相機13-14
• 2.1.5 飛行控制系統(tǒng)14
• 2.2 機載激光雷達測量系統(tǒng)的幾何定位原理14-17
• 2.2.1 坐標轉(zhuǎn)換14-15
• 2.2.2 坐標系轉(zhuǎn)換的構(gòu)象方程15-17
• 2.3 機載激光雷達測量系統(tǒng)的工作流程17-19
• 2.3.1 航攝準備17
• 2.3.2 航攝數(shù)據(jù)采集17-18
• 2.3.3 機載激光雷達數(shù)據(jù)處理18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-21
• 3 機載激光雷達數(shù)據(jù)的安置角檢校21-35
• 3.1 引言21
• 3.2 系統(tǒng)單機誤差21
• 3.3 系統(tǒng)集成誤差21-23
• 3.3.1 偏心量誤差21-23
• 3.3.2 安置角誤差23
• 3.4 安置角檢校及其實驗分析23-34
• 3.4.1 安置角檢校的原理23-26
• 3.4.2 安置角檢校場的選擇26
• 3.4.3 手動安置角誤差檢校26-32
• 3.4.4 實驗結(jié)果分析32-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 4 機載激光雷達DEM提取35-47
• 4.1 引言35
• 4.2 現(xiàn)有濾波算法及存在的問題35-38
• 4.2.1 迭代最小二乘線性內(nèi)插濾波算法35-36
• 4.2.2 基于不規(guī)則三角網(wǎng)的濾波算法36
• 4.2.3 基于坡度變化的濾波算法36-37
• 4.2.4 移動窗.濾波法37
• 4.2.5 基于形態(tài)學的濾波方法37
• 4.2.6 偏度平衡濾波方法37-38
• 4.3 基于偏度平衡法和形態(tài)學開算子的一種濾波方法38-42
• 4.3.1 偏度平衡法的基本原理38-39
• 4.3.2 漸進形態(tài)學開運算基本原理39-40
• 4.3.3 基于偏度平衡法和形態(tài)學開算子濾波的思想原理40-42
• 4.4 基于偏度平衡法和形態(tài)學開算子濾波的實驗驗證42-46
• 4.4.1 改進算法合理性驗證42-43
• 4.4.2 改進算法適應(yīng)性驗證43-46
• 4.5 實驗結(jié)論46
• 4.6 本章小結(jié)46-47
• 5 基于遺傳模擬退火算法的FCM改進的房屋提取47-57
• 5.1 引言47
• 5.2 模糊C-均值聚類理論47-48
• 5.3 基于遺傳模擬退火算法的FCM改進算法48-51
• 5.3.1 遺傳算法理論48-49
• 5.3.2 模擬退火的算法理論49
• 5.3.3 基于遺傳模擬退火算法的FCM改進算法流程（SAGA）49-51
• 5.4 算法驗證51-56
• 5.4.1 實驗分析53-56
• 5.4.2 實驗結(jié)論56
• 5.5 本章小結(jié)56-57
• 6 結(jié)論與展望57-59
• 6.1 結(jié)論57
• 6.2 存在的問題與研究展望57-59
• 致謝59-61
• 參考文獻61-64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 武兆慧,張桂娟,劉希玉;基于模擬退火遺傳算法的聚類分析[J];計算機應(yīng)用研究;2005年12期

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本文編號：716484