基于LiDAR的建筑物震害分析
本文關(guān)鍵詞：基于LiDAR的建筑物震害分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】：激光雷達技術(shù)(light detection and ranging,LiDAR)是近年來在攝影測量與遙感領(lǐng)域發(fā)展起來的新型技術(shù),在地震災(zāi)后評估工作中的應(yīng)用仍處于探索及起步階段,但已經(jīng)展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。本文從震害評估的需求出發(fā),基于地面LiDAR技術(shù),深入研究了地震災(zāi)區(qū)建筑物點云數(shù)據(jù)采集及處理的方法,在此基礎(chǔ)上進行震害信息提取及聯(lián)合分析。主要研究內(nèi)容總結(jié)如下:(1)傳統(tǒng)方法的適應(yīng)性改進與提高。研究了利用地面LiDAR設(shè)備開展測量工作的框架和關(guān)鍵方法,針對震害建筑物點云形狀不規(guī)則、數(shù)據(jù)冗余度較高及噪聲較多的特點,本文通過改進傳統(tǒng)點云數(shù)據(jù)處理算法的關(guān)鍵參數(shù),給出了合理的兼顧數(shù)據(jù)處理效率及效果的算法閾值,通過實驗檢驗算法組合的有效性,實現(xiàn)了震害建筑物點云數(shù)據(jù)的高效處理。(2)首次提出實驗性點云震害定量分析模型。提出了基于地面LiDAR的建筑物形狀分析模型(terrestrial laser scanning-based building shape analysis model,TLS-BSAM),用于完成建筑物震害程度識別和分析。該模型融合了邊緣提取、形狀聚類及判別分析方法,有效解決了建筑物等高多邊形序列提取、形狀離散參數(shù)提取、不規(guī)則建筑物區(qū)塊分割和震害分析等問題。模型給出了建筑物等高多邊形序列最優(yōu)采樣間隔0.5~1m,最大限度保存建筑物震害特征以實現(xiàn)基于離散點云的形狀分析。提出了等高多邊形的長寬比r、傾斜方向θ、矩形度R、緊致度C和中心點位置x,y等特征參數(shù),并通過K-means聚類方法,實現(xiàn)不規(guī)則建筑物區(qū)塊準確分割,通過對各參數(shù)進行加權(quán)平均提取形狀離散參數(shù),可有效表達建筑物單體破壞狀況的特征。其中傾斜方向、矩形度、緊致度和中心點能較好地反映建筑物的破壞情況,該模型通過建立判別函數(shù)對現(xiàn)有建筑物樣本震害程度識別效果較理想。(3)拓展點云應(yīng)用,提高精度。利用面向?qū)ο蠓椒?將點云高程、回波次數(shù)及回波強度信息等作為特征參數(shù),豐富了傳統(tǒng)建筑物特征描述因子,并結(jié)合點云的光譜特征構(gòu)建了建筑物信息提取規(guī)則集,闡述了基于點云數(shù)據(jù)的面向?qū)ο蠓椒ㄌ崛〗ㄖ锏年P(guān)鍵流程,實現(xiàn)了高精度的建筑物信息提取,與實地調(diào)查結(jié)果相比,提取精度可達90%以上。(4)建立理論基礎(chǔ),提供新思路與方法�；贚iDAR數(shù)據(jù)與SAR圖像,通過距離-多普勒模型(R-D)及射線追蹤法的SAR圖像模擬方法,選擇典型震害建筑物開展SAR后向散射及三維幾何剖面聯(lián)合分析,闡述了各類震害的表達形式,為震害遙感的定量分析和自動判讀建立了良好的理論基礎(chǔ),實現(xiàn)震害建筑物特征的高可信分析及解譯,為震后SAR圖像解譯和建筑物震害分析提供了一種新思路與方法。
【作者單位】： 中國地震局工程力學(xué)研究所;
【關(guān)鍵詞】： 地面LiDAR 點云數(shù)據(jù)處理 點云震害分析 面向?qū)ο?/strong> 聯(lián)合分析
【分類號】：P315.9
【正文快照】： 基于LiDAR的建筑物震害分析@焦其松$中國地震局工程力學(xué)研究所!哈爾濱150080激光雷達技術(shù)(light detection and ranging,LiDAR)是近年來在攝影測量與遙感領(lǐng)域發(fā)展起來的新型技術(shù),在地震災(zāi)后評估工作中的應(yīng)用仍處于探索及起步階段,但已經(jīng)展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。本文從震害評估
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本文編號：256371
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