地面激光雷達(dá)(Terrestrial Laser Scanning,TLS)可以獲得高精度與高層次的幾何數(shù)據(jù),其已經(jīng)廣泛應(yīng)用于林分參數(shù)提取、樹干提取、單木分割與建模及生物量估計等研究。將地面激光雷達(dá)點云快速標(biāo)記為地面、樹干與枝葉三個類別可為上述研究奠定基礎(chǔ),所以研究林分點云分類具有重要意義。本研究分別提出了基于特征選擇的定近鄰特征與動態(tài)近鄰特征的逐點分類技術(shù),同時提出了基于多尺度分割的點云分類算法。定近鄰特征通過逐點計算160個近鄰點特征獲得;考慮到局部點云特征熵較小的點集三維結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定,本研究在設(shè)定的近鄰搜索數(shù)量區(qū)間內(nèi)逐點搜索近鄰計算特征熵動態(tài)確定最優(yōu)近鄰數(shù)量計算特征;在較小的體素空間中點云多屬于同一類別,小尺度可將空間中分布較近的點云分割開,大尺度可以將連通域較大的分割到同一體素中,本研究引入了多尺度分割計算點特征,這樣可有效提高特征計算效率。本研究的點云分類任務(wù)全部基于特征選擇展開,所以在進(jìn)行林分點云分類之前,本研究使用了基于xgboost分類器的特征選擇技術(shù)從19個經(jīng)驗特征中選擇了 6個能夠保證分類器表現(xiàn)的特征。將特征選擇獲得的6個特征應(yīng)用于基于定近鄰特征、動態(tài)近鄰特征與多尺度特征的林分點云分類中分類器的測試準(zhǔn)確率分別為95.51%、95.19%與95.94%,試驗表明本研究的點云分類方法可以應(yīng)用地面激光雷達(dá)林分點云分類任務(wù)。
【學(xué)位單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S758.53;TN958.98
【部分圖文】：

本研宄數(shù)據(jù)用地面激光雷達(dá)（見表２－１）掃描蒙古櫟人工林樣地獲取，樣地尺寸為??２０ｍ＊２０ｍ，掃描時間為２０１６年６月１日，掃描樹型完整，點間距最小為２?ｍｍ。數(shù)據(jù)采??集過程中共架設(shè)５個掃描站（見圖２－ｌａ），站間平均間距２０?ｍ，其中＼掃描站設(shè)為３６０°??全景掃描，其余４站為定向掃描。該蒙古櫟人工林（見圖２－ｌｂ）地勢平坦、樹種單一且??垂直結(jié)構(gòu)較好、林分單木間隔為３?ｍ左右，枝葉間存在遮擋，灌木較少，林分平均密度??為２５００株／ｈｍ２，平均樹高與胸徑分別為９．９８?ｍ與１３．５５?ｃｍ。??人Ｌ＊??（ａ）?（ｂ）??圖２－１?（ａ）掃描站布設(shè)；（ｂ）蒙古櫟人工林??Ｆｉｇ．２－１?（ａ）?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｓｔａｔｉｏｎ；?（ｂ）?Ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｍｏｎｇｏｌｉａｎ?ｏａｋ??表２－１三維激光掃描儀技術(shù)參數(shù)??８??

號后處理單元組成，在工作過程中激光掃描儀通過處理單元對發(fā)射脈沖與接收掃描目標(biāo)??的反射脈沖處理分析獲取掃描對象的空間位置、運動狀態(tài)、反射強(qiáng)度等信息實現(xiàn)目標(biāo)探??測。在本研宄中，５站數(shù)據(jù)坐標(biāo)系均由相對獨立的笛卡爾坐標(biāo)系定義（見圖２－２），坐標(biāo)??原點０為掃描儀中心所在的空間位置，ＸＹ軸互相垂直，其所確定的平面為水平平面，??Ｚ軸指向由右手法則確定。使用激光雷達(dá)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時，若空間中存在一點Ｐ，其在??上述坐標(biāo)系中的空間距離為０Ｐ，那么Ｐ點的空間坐標(biāo)即為０Ｐ向量在ＸＹＺ軸三個方向??上的分量。??個２??ｙ?Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）??／??／??／??／??／??／??／??乙?＾??Ａ?ｙ??Ｚｘ??圖２－２數(shù)據(jù)坐標(biāo)系??Ｆｉｇ．２－２?Ｄａｔａ?Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?Ｓｙｓｔｅｍ??點是激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的基本單位，其可以用一個多維向量表示，這個向量中可包含反??射脈沖的空間位置、點顏色與反射強(qiáng)度等信息。在本研宄中我們主要關(guān)注回波的空間位??９??

圖４－１決策樹模型??Ｆｉｇ．４－１?Ｄｅｃｉｓｉｏｎ?ｔｒｅｅ?ｍｏｄｅｌ??隨機(jī)森林的由多個決策樹構(gòu)成，決策樹（見圖４－１）是一個二分查找樹其由多個節(jié)點??１６??
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 李丹;龐勇;岳彩榮;趙旦;徐光彩;;基于TLS數(shù)據(jù)的單木胸徑和樹高提取研究[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報;2012年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 黃曉峰;自動泊車系統(tǒng)最優(yōu)軌跡決策及控制算法研究[D];吉林大學(xué);2018年

2 陳九昊;基于高精度數(shù)字地面模型的航行安全評估系統(tǒng)研究[D];中國民用航空飛行學(xué)院;2018年

3 張雷;自動駕駛汽車視覺導(dǎo)航理論研究[D];長安大學(xué);2005年

本文編號：2841820