發(fā)布時間：2017-10-18 16:21

  本文關鍵詞：綜合機載與車載LiDAR數據的建筑物三維重建

  更多相關文章： 機載LiDAR 車載LiDAR 點云配準 特征提取 融合建模

【摘要】：建筑物三維模型是數字城市建設的重要組成部分,在民用導航、城市管理等領域具有廣泛的應用,如何快速建立包含建筑物細節(jié)特征的精細模型是當前三維建模技術亟需解決的關鍵問題之一。本文在總結和分析已有的基于機載和車載LiDAR點云數據三維重建技術的基礎上,研究建立了一種綜合利用機載與車載LiDAR點云數據實現建筑物三維精細模型重建的技術流程。論文以鄭州市中原區(qū)桐柏南路街道為實驗區(qū),在機載和車載LiDAR點云數據空間配準的基礎上,對建筑物屋頂特征和立面細節(jié)特征提取以及模型重建等相關技術展開研究,本文的主要研究內容包括以下四個部分。1.機載和車載LiDAR點云數據空間配準。本文首先利用實地測量的控制點對機載和車載點云數據之間的概略對應位置進行初步定位,分別在兩種數據的控制點附近的概略對應位置選取一定范圍的點云數據進行平面擬合,通過擬合的多對平面特征解算配準的平移參數和旋轉參數,實現機載與車載點云數據的精確配準。2.基于機載LiDAR數據提取屋頂特征。文中首先采用漸進三角網濾波算法,通過計算激光點云數據候選點到TIN插值面的距離作為判斷該點是否屬于地面的條件,分離出地面點和非地面點;然后在非地面點中利用鄰近高差及輔助平面的TIN過濾方法提取出建筑物點云;利用相鄰點法向量相似聚類的區(qū)域增長算法對屋頂數據進行面片分割,進一步采用Alpha Shape檢測建筑物邊緣點方法提取輪廓線,并對輪廓線進行規(guī)則化處理,得到建筑物輪廓矢量圖。3.建筑物立面提取。基于車載LiDAR數據提取建筑物立面以及窗戶等細節(jié)特征,首先利用點云高程并結合點云的投影點密度來提取建筑物輪廓線。為了充分利用車載LiDAR數據所反映的建筑物立面細節(jié)特征,文中采用擴展的投影點密度的方法,通過提取窗戶輪廓點、建立格網并進行分類聚類等處理得到窗戶四個角點坐標,構建建筑物窗戶模型。4.結合實驗區(qū)域的街景影像和建筑物呈現的特點對提取得到建筑物頂面和底面輪廓矢量圖進行融合,并完善建筑物的細節(jié)特征,實現實驗區(qū)建筑物的精細建模。
【關鍵詞】：機載LiDAR 車載LiDAR 點云配準 特征提取 融合建模
【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 國內外研究現狀11-18
• 1.2.1 LiDAR點云數據配準12-13
• 1.2.2 機載LiDAR數據處理及建筑物模型三維重建13-17
• 1.2.3 車載LiDAR數據的建筑物立面重建17-18
• 1.2.4 機載與車載LiDAR數據融合的相關研究18
• 1.3 研究內容與技術路線18-20
• 1.3.1 研究內容18-19
• 1.3.2 技術路線19-20
• 1.4 論文組織結構20-22
• 2 機載與車載LiDAR數據預處理22-34
• 2.1 實驗區(qū)與實驗數據的獲取22-24
• 2.2 實驗數據的預處理24-26
• 2.3 機載與車載LiDAR點云數據特點比較26
• 2.4 機載與車載LiDAR數據配準26-32
• 2.4.1 數據配準處理技術路線27-29
• 2.4.2 配準實驗分析29-30
• 2.4.3 配準精度分析30-32
• 2.5 本章小結32-34
• 3 機載LiDAR數據的建筑物屋頂特征提取34-48
• 3.1 機載LiDAR數據濾波處理及實驗分析34-38
• 3.2 建筑物點云提取方法及實驗分析38-40
• 3.3 建筑物屋頂面片分割及輪廓線規(guī)則化40-47
• 3.3.1 屋頂面片分割40-41
• 3.3.2 屋頂輪廓線提取及規(guī)則化41-45
• 3.3.3 輪廓線精度分析45-47
• 3.4 本章小結47-48
• 4 車載LiDAR數據的建筑物立面特征提取48-58
• 4.1 基于高程和投影點密度的建筑物立面提取48-52
• 4.1.1 建筑物立面提取方法原理48-49
• 4.1.2 實驗分析49-52
• 4.2 建筑物底面輪廓矢量圖52
• 4.3 窗戶特征提取52-55
• 4.4 窗戶特征提取實驗與分析55-56
• 4.5 本章小結56-58
• 5 建筑物輪廓線對比分析及模型重建58-66
• 5.1 建筑物頂面和底面輪廓圖對比分析58-60
• 5.2 建筑物三維重建60-65
• 5.2.1 無屋檐的平頂建筑物三維模型重建61-62
• 5.2.2 具有屋檐的人字形建筑物三維重建62-63
• 5.2.3 測區(qū)范圍內建筑物的三維重建63-65
• 5.3 本章小結65-66
• 6 結論與展望66-68
• 6.1 結論66-67
• 6.2 研究展望67-68
• 參考文獻68-74
• 作者簡歷74-76
• 學位論文數據集76

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本文編號：1055946