收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于等高线特征分析的LiDAR建筑物与道路提取

任自珍  
【摘要】: 新兴的LiDAR系统可以直接获取地球表面或其上目标三维数据,其“点云”数据形式具有不规则和离散特点,用户需要采取专业的数据处理方法才能获得所需的3-D信息,不同的用途导致各式各样的数据处理方法。 利用LiDAR '‘点云”数据提取建筑物和道路是目前学界研究的热点,滤波-分割算法(Filtering-Segment, F-S)是通常的提取算法。F-S法分两步进行,第一步是滤波,先采用形态学滤波法或表面估计滤波法,提取数字地面模型(Digital Terrain Model, DTM),然后将LiDAR“点云”数据直接获取的数字表面模型(Digital Surface Model, DSM)与DTM做差,通过预设的高差阈值,将DSM点群分为地面点群和非地面点群;第二步是分割,包括建筑物分割和道路分割。建筑物分割是对非地面点群进行分割,利用建筑物的几何特性或是融合其他信息,如多光谱信息,将植被点群去掉,提取出建筑物;道路分割则是对地面点群进行分割,通常是借助LiDAR所获得的强度信息,将非道路点群,主要是绿地等点群去除,提取出道路。 目前的F-S算法的弱点主要有三个方面:适用范围、正确率以及实用性。F-S算法大多只适用于平坦的城区,在地形起伏的山区效果不太理想;无论是建筑物分割,还是道路分割,F-S算法的处理结果都会有一些非建筑物或是非道路信息的存在,降低了分割的正确率;实用性主要是针对道路分割,现有的道路分割是以强度信息作为辅助数据,但并非所有的LiDAR系统都可以获得强度信息,当没有强度信息时,算法的实用性就受到限制。 由此提出基于等高线滤波的分割法(Filtering Based on Contour-Segment, Fc-S)。Fc-S算法首先采用等高线滤波法(Filtering Based on Contour, Fc法)进行滤波,即根据DSM等高线的特征,如闭合性、首尾点距离等,采用阈值法自动提取出属于自然地面的等高线(段),获得初始地面点群;内插地面点群生成初始DTM后,使用迭代逼近法生成最终的(精确的)DTM。利用DSM与DTM之差将LiDAR数据分为地面点群和非地面点群后,采用边缘信息、梯度阈值以及面积阈值等方法从非地面点群中去除植被点群,提取出建筑物点群,并采用迭代逼近的方法对建筑物进行精化;利用目标区光谱信息,从地面点群中提取出道路信息,并进一步利用道路的几何特性去除停车场等与道路光谱信息相近的非道路信息。 为进一步提高提取建筑物的效率,利用等高线形状分析技术(Contour Shape Analysis, CSA)改进Fc-S算法。CSA算法根据DSM中建筑物等高线的几何形状特征,采用形状分析法直接提取建筑物等高线;然后规则化处理以获取建筑物轮廓线。 通过美国弗吉尼亚州的Wytheville的实测LiDAR“点云”数据的试验,证明Fc-S法和CSA法都可以适用于地形起伏的山区,且提取的建筑物和道路的正确率较高,新算法的实用性较强。试验对比滤波的代表算法Masaharu表面估计滤波法,证明Fc滤波算法在山区的效率更高;试验对比尤红建、李涛等人的建筑物分割算法,证明Fc-S算法在山区的建筑物分割精度更高;与Fc-S法相比,CSA算法的效率又有进一步的提高,建筑物轮廓信息也更丰富。利用Fc-S法或CSA法提取建筑物存在的不足之处在于,一些小的建筑物没有被提取出来,可能与所取的阈值有关,需要进一步的研究。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 贾友;陈利;胡俊勇;;摄影测量与遥感新技术在工程建设中的应用初探[J];测绘与空间地理信息;2007年03期
2 陈刚;张芯;张明;石宏斌;;基于四叉树的LiDAR点云数据组织研究[J];测绘通报;2008年11期
3 孙晓云;王晓冬;;应用LIDAR数据中提取电网信息方法初探[J];测绘技术装备;2010年01期
4 沈春宇;关贤恩;;利用机载激光雷达系统对我国领海岛礁进行精确地面三维数据获取应用探讨[J];中国西部科技;2010年08期
5 朱士才;;LIDAR的技术原理以及在测绘中的应用[J];现代测绘;2006年04期
6 张小飞;王仰麟;李正国;李卫锋;叶敏婷;;三维城市景观生态研究[J];生态学报;2007年07期
7 韩文泉;侯兆泰;刘行波;;利用LiDAR技术生产真3维电子地形图的研究[J];测绘与空间地理信息;2008年02期
8 杨小军;;一种基于LiDAR数据的城区建筑物的提取方法[J];大众科技;2010年06期
9 喻雄;;机载激光雷达在山区高速公路勘测中的应用[J];测绘通报;2011年02期
10 黄先锋,陶闯,江万寿,龚健雅;机载激光雷达点云数据的实时渲染[J];武汉大学学报(信息科学版);2005年11期
11 陈云;丁思磊;王铁军;;基于TerraSolid软件的Lidar数据处理初探[J];测绘与空间地理信息;2009年04期
12 冯甜甜;龚健雅;;基于LiDAR数据的建筑物自动提取方法的比较[J];测绘通报;2011年02期
13 王丽英;宋伟东;刘正军;;机载LiDAR航带法区域网平差方法研究[J];测绘科学;2011年03期
14 韩文泉;储征伟;黄金浪;;利用LiDAR技术生产数字线划图技术路线分析[J];测绘通报;2007年05期
15 李勇;黄金浪;;利用LIDAR数据测制城市大比例尺地形图的研究与实践[J];城市勘测;2010年02期
16 张靖;李乐林;江万寿;;基于等高线簇分析的复杂建筑物模型重建方法[J];地球信息科学学报;2010年05期
17 谭俊;;基于LIDAR的铁路线路工程测量应用研究[J];科技资讯;2010年27期
18 王宗跃;马洪超;彭检贵;高广;;基于LiDAR数据生成光滑等高线[J];武汉大学学报(信息科学版);2010年11期
19 张亮;沈泉飞;;LiDAR室内检校模型粗差探测可靠性研究[J];现代测绘;2011年04期
20 梁静;范洪冬;邓喀中;;基于多分辨率分析的LiDAR数据处理与可视化[J];测绘工程;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 羌树华;王勇;;LIDAR测高提高精度的几种方法[A];地理信息与物联网论坛暨江苏省测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
2 李剑巧;范海生;马洪兵;后藤真太郎;;利用航空机载LIDAR数据建立森林地区地表高程模型的方法研究[A];第十七届中国遥感大会摘要集[C];2010年
3 周继存;;运用LIDAR测高技术进行基础测绘的生产质量检查[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 赵福生;胡静波;;基于距离-梯度的LIDAR点云简化算法研究[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
5 朱晓强;李琳;余烨;刘晓平;;基于LiDAR点云的城市地面提取[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集(下册)[C];2009年
6 郑斌;袁静;;省域范围的LiDAR数据高程精度检测[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
7 史照良;;基于LIDAR的滩涂/海岛礁DEM测绘关键技术研究[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
8 李云;郑江华;;基于LiDAR的建筑物三维建模技术综述[A];地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典论文摘要集[C];2011年
9 孙晓云;王晓冬;;浅谈利用LiDAR数据结合DTM产生等高线的方法[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
10 隋立春;张熠斌;赵旦;;基于MicroStation的机载LiDAR点云数据分类处理软件[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 富志鹏;基于LIDAR的高速公路测设技术应用研究[D];长安大学;2011年
2 袁枫;机载LIDAR数据处理与土地利用分类研究[D];中国矿业大学;2010年
3 张志超;融合机载与地面LIDAR数据的建筑物三维重建研究[D];武汉大学;2010年
4 郑毅;LIDAR数据的城区建筑物提取技术研究[D];华中科技大学;2011年
5 任自珍;基于等高线特征分析的LiDAR建筑物与道路提取[D];西南交通大学;2009年
6 李峰;机载LiDAR点云的滤波分类研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
7 罗伊萍;LIDAR数据滤波和影像辅助提取建筑物[D];解放军信息工程大学;2010年
8 王丽英;面向航带平差的机载LiDAR系统误差处理方法研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
9 董保根;机载LiDAR点云与遥感影像融合的地物分类技术研究[D];解放军信息工程大学;2013年
10 左志权;顾及点云类别属性与地形结构特征的机载LiDAR数据滤波方法[D];武汉大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹红新;机载LIDAR数据滤波方法研究[D];西南交通大学;2011年
2 刘磊;机载LIDAR系统误差分析与检校方法研究[D];山东科技大学;2011年
3 李芸;机载激光雷达(LIDAR)的数据处理和山区脊谷特征提取研究[D];长安大学;2013年
4 梁东业;LIDAR技术及其在水利中的应用研究[D];长江科学院;2010年
5 赵影;基于机载LIDAR数据的城市建筑物提取研究[D];吉林大学;2011年
6 张春亢;基于海量机载LIDAR数据的规则格网生成算法研究[D];福建师范大学;2012年
7 潘中华;基于LIDAR点云数据与影像融合的建筑物提取[D];中国地质大学;2012年
8 李剑巧;利用LIDAR数据获取森林树冠下层植被结构方法的研究[D];清华大学;2011年
9 许晓亮;基于机载LIDAR数据的建筑物提取技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
10 谷国涛;基于机载LIDAR点云的建筑物三维建模技术研究[D];东华理工大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 潘加保 刘婵娟;利用LIDAR数据进行省级基础测绘高程更新技术方案通过评审[N];江苏科技报;2009年
2 本报记者 彭同乐;百日攻坚我先行[N];石油管道报;2010年
3 燕琴;首届全国激光雷达对地观测研讨会召开[N];中国测绘报;2010年
4 廖永生;小型通用飞机低空航摄遥感技术发展的新机遇[N];中国测绘报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978