基于机载LiDAR点云数据的建筑物三维模型重建方法研究

根据建筑物点云的分布特征,提出一种机载LiDAR点云建筑物三维模型重建方法。首先,利用布料模拟滤波算法剔除地面点,实现包含建筑物点云在内的非地面点提取,并利用最大类间方差法提取建筑物点云;其次,使用Alpha Shape算法提取建筑物点云中边缘点,并规则化处理建筑物轮廓线,通过屋顶分割算法提取建筑物屋顶信息;最后,使用SharpGL工具进行建筑物三维模型重建。以某地级市某地区机载LiDAR点云数据为例进行实验,结果表明该方法进行建筑物三维模型重建具有较高的精度与效率,适用于城镇复杂区域建筑物三维模型重建。

基于机载LiDAR点云数据的建筑物三维模型重建方法分析

本文以机载LiDAR点云数据为研究对象,提出一套建筑物三维模型重建方法。首先使用渐进三角网滤波算法分类地面点与非地面点,通过训练完成的随机森林模型完成建筑物点云提取;其次将方向作为约束条件,使用随机抽样一致(Random Sample Consensus,RANSAC)算法完成建筑物轮廓线提取并获取屋顶关键点信息;最后使用SharpGL工具包,以建筑物轮廓线与屋顶关键点信息为框架重建建筑物三维模型。以实测机载LiDAR点云数据为例进行实验,结果表明本文方法能够提取得到完整的建筑物轮廓信息,并具有较高的建筑物模型重建精度。

输电线路基于高精度LiDAR点云数据采集处理和三维建模技术分析与应用

对输电线路没有高精度的三维激光点云数据采集,需要大量的人工进行分析处理,且处理数据得到的信息无法及时传递回到生产系统以指导生产,历史数据未得到挖掘利用。基于云服务平台的输电线路激光雷达巡检原始数据智能解算技术为基础,实现海量点云数据处理分析、对输电线路激光雷达点云数据自动解算、整理、识别等,并可进行三维操作,实现输电线路走廊三维可视化、线路工况模拟研判,无人机精细化巡检航迹规划和无人机自主精细化巡检。

基于改进的数学形态学算法的LiDAR点云数据滤波

数学形态学在数字图像处理中有广泛的应用。首先介绍传统数学形态学算法的特点,对这一理论用于LiDAR点云数据滤波的不足进行了分析。在此基础上,对相应的算法进行扩展和改进,提出针对不同地形特点的自适应滤波算法。在数学形态学"开"算子的基础上,提出增加一个"带宽"参数用于点云数据滤波的方法。最后利用三组实际点云数据进行试验,以验证这一算法的有效性。

Lidar点云数据中建筑物的快速提取

Lidar技术可快速获取地表的高精度三维点云数据,目前对此类数据的分类却是速度慢、精度低,尤其是城市区域建筑物和树木靠得较近时更是难以准确提取建筑物.介绍了一种基于点云数据生成距离影像,而后引入对比度纹理辅助的点云数据建筑物快速提取方法.结果证明,该方法不需要其他辅助数据就能实现点云数据中建筑物的快速提取.

一种基于ArcGIS的LiDAR点云数据生成等值线的方法

对于LiDAR点云数据,采用传统方法(由TIN直接生成)提取的等值线平面位置抖动大,锯齿多,存在破碎的线段和独立的多边形。提出了一种基于ArcGIS 10.2的LiDAR数据提取等值线的方法:首先创建LAS Dataset,然后构建Terrain数据集细化数据,再转换为栅格构造更为平滑的表面,最后通过栅格表面提取等值线。某海岸船载LiDAR数据的对比分析表明:该方法通过栅格化点云的方式抑制了高频噪声,具有速度快、等值线平滑的特点。

基于car(p,q)模型和数学形态学理论的LiDAR点云数据滤波

在分析现有的LiDAR点云数据后处理方法的基础上,提出一种点云数据"分步"滤波方法。首先对LiDAR点云数据进行数学形态学"粗"滤波,得到"地面点假设"和"非地面点假设"。然后引入顾及因果关系的自回归模型(car模型)对两类点云数据假设进行模型化处理和假设检验,根据假设检验的结果判断地面点和非地面点,最终得到可靠的分类结果。与单纯的"最小二乘拟合预测法"或"数学形态学"方法进行比较,证明"分步"处理的思想用于LiDAR点云数据分类处理的可靠性。

采用非规则标识点过程的LiDAR点云数据目标提取

针对LiDAR点云数据目标投影几何的非规则性,提出非规则标识点过程的LiDAR点云数据目标提取方法。首先,在投影平面上定义随机点过程,利用其随机点定位该平面上的目标投影,对每一随机点生成一组节点集以建模该目标投影几何,作为目标标识;假设地物目标高程值服从独立同一高斯分布,从而得到LiDAR点云数据高程测度模型;在贝叶斯理论架构下建立目标几何提取模型,并结合可逆跳变马尔可夫链蒙特卡罗(Reversible Jump Markov Chain Monte Carlo,RJMCMC)算法模拟后验分布以及估计各参数;最后根据最大后验概率准则,求解最优目标提取模型。采用提出方法对LiDAR点云数据进行目标提取,根据实验结果可以看出,算法得到的检测精度均达到80%以上,最高精度为99.43%,得到了较好的检测结果。本文将传统的规则标识点过程拓展到非规则标识点过程,可以有效拟合任意形状目标几何。定性和定量的实验结果表明了该方法的可行性、有效性和准确性。

滩涂机载LiDAR点云数据滤波方法研究

机载LiDAR点云数据滤波是制作高精度数字地形产品的重要环节。通过分析常用滤波算法基本原理、滩涂机载LiDAR点云数据的特点,提出了一种基于潮汐水位高程约束,移动窗口滤波与三角网渐进加密滤波组合的滤波方法。试验表明:该滤波方法获取的滩涂地形有效点云数据质量与人工滤波结果相当,在一定程度上提高了滩涂区域机载LiDAR点云数据滤波的效率,为快速获取滩涂区域数字高程模型提供了有效途径。

基于LiDAR点云数据的树冠空隙度指数分析

分形维数法是分析空间结构分布的一种典型方法,但它对于区分不同的分布形式还存在缺陷。针对这一问题,该文介绍了空隙度指数的定义和树冠空隙度的计算方法;以模拟的树冠点云数据为对象,提出了一种基于三维凸包和三维滑动盒算法的激光雷达(Li DAR)点云数据空隙度分析方法,详尽分析了不同冠型产生的空隙度指数差异;并利用4棵实测的树冠点云数据做检验;最后阐述了空隙度指数在树冠空间异质性分析研究中的作用,并对其应用范围和前景作了展望。结果表明:划分尺度相同时,在一定的尺度范围内,锥型树冠、半球型和半椭球型树冠的差别可以通过空隙度指数曲线有效地区分,实测树冠的结果也体现了空隙度指数对于判断树冠空间结构的有效性。

基于LiDAR点云数据的等值线绘制方法

随着新型传感器激光雷达(LiDAR)步入市场,自20世纪80年代起逐渐应用于建筑规划、植被水利等行业.而在测绘行业,采用三维激光雷达扫描技术以取代传统的测量技术才刚开始起步,因其自动化程度高,更新周期短且获取到的数据精度高,信息全而逐渐被现代测绘业逐渐认可.用激光雷达采集到的点云数据为源数据,探究了三维离散点间接综合等值线的方法,并尝试改进三维道格拉斯算法,实现点子重要性排序以用于不同比例尺下地形图的综合.借助二次开发技术实现点数据栅格化,绘制等值线,同时在此过程中对比分析选用不同数量的点集合以及不同分辨率分别对等值线绘制的影响.结果表明先对点数据进行综合继而回放等高线既保留了原始地形的特征,且缩短了数据处理时间,同时也可根据实际比例尺的缩小程度,多尺度地输出、显示等值线.

浅谈机载LiDAR点云数据地貌更新

采用三维激光扫描技术可以直接得到真实物体表面的空间采样点,即点云数据,利用点云数据即可以重构三维物体表面。这种建模方法采用非接触测量,速度快,精度高,真实感强,不受表面复杂度影响。三维扫描及相关数据建模技术近十几年来发展迅速,在很多领域已经投入工程应用,由此也产生了测绘地貌更新的变革。对此就Li-DAR点云数据的地貌测绘方法与传统的基础测绘地貌方法作了分析和比较。

基于LiDAR点云数据分布差异的植被三维实景建模算法

传统的植被三维建模算法难以提取出准确的树木生长和几何形态参数。本文提出了基于LiDAR点云数据分布差异的植被三维实景建模算法,首先运用激光点云数据和高光谱信息分离枝干和叶片,其次分别对植被主干和分支的分布差异采用不同算法建模,构建出能够反映树木真实几何结构参数的三维模型,最后进行对比实验。实验结果表明,与已有算法相比,本文算法能更好地保持树木主干的外形轮廓,且分枝模型之间的空间拓扑关系基本与实际相符,数据量更少,处理效率更高。

基于地面LiDAR点云数据的建筑物立面测绘方法研究

城市数字化建设飞速发展,临街老旧建筑立面测绘工作显得尤为重要,同时也是建筑物改建、扩建工程设计和施工的依据。本文以某城镇街道为例,结合项目需求,介绍了基于地面LiDAR点云数据的建筑物立面测绘的技术流程,探讨了内业数据的处理方法,并对立面测绘成果进行了精度验证,对相关技术细节进行了说明,可以为城市设计提供--定的技术参考。

海量机载LiDAR点云改进滤波算法研究

为了提高机载LiDAR点云滤波算法在点云滤波中的精度与效率,本文在已有的多级移动曲面拟合滤波算法的基础上提出一种多级多窗口移动曲面拟合算法(WHMCFA)。该改进滤波算法能够有效解决HMCFA滤波算法中存在的曲面拟合精度低、粗差率高等问题。同时,为了提高LiDAR点云数据的滤波效率,在WHMCFA的基础上设计并实现PWHMCFA并行滤波算法。将本文改进滤波算法应用于机载LiDAR点云数据滤波处理中,结果表明,与传统滤波算法相比,本文提出改进滤波算法的滤波精度更高,滤波效果更好。

基于机载LiDAR点云数据森林郁闭度估测

郁闭度是反映森林数量和质量的重要参数,是森林调查的重要因子之一。以广西壮族自治区高峰林场试验区获取的机载LiDAR点云数据为基础,基于二维冠层高度模型(Canopy Height Model,CHM)和三维点云开展了森林郁闭度估测研究。使用实地调查的105块样地作为验证参考数据对郁闭度估测结果进行了精度评价,结果表明:基于二维CHM估测郁闭度与实测值之间的R2=0.388,RMSE=0.17;而基于三维点云估测郁闭度采用了2种方法:第一种方法采用归一化后2 m以上高度植被点云密度与归一化后所有点云密度比值估测郁闭度,估测结果与实测值之间的R2=0.467,RMSE=0.13。第二种方法采用归一化后2 m以上高度第一次回波植被点云密度与归一化后第一次回波所有点云密度比值估测郁闭度,估测结果与实测值之间的R2=0.478,RMSE=0.12;基于三维点云的2种方法估测林分郁闭度的精度皆优于基于二维CHM的方法,基于三维点云估测林分郁闭度方法中,第二种方法的精度优于第一种方法。

利用LiDAR点云数据进行空间分析

空间分析是揭示空间数据中蕴含的空间格局以及要素之间关系的过程,是GIS中最具特色的内容。为解决目前空间分析中数据现势性、精细性不强的问题,本文首先在空间分析过程中引入LiDAR点云数据,其目的在于通过数据分类和提取,生成高精度DEM、DSM数据;接着从矢量DLG数据中提取与空间分析相关的地物要素数据,经过栅格化后生成地物要素的栅格数据;然后使用从LiDAR点云数据生成的DEM数据、DSM数据,结合栅格化的地物数据,经过归一化等处理,生成单一影响因子下的空间分析栅格图;最后根据各种数据对空间分析的影响权重,通过栅格叠置分析,生成多影响因子的空间分析栅格图,提高复杂空间分析算法的准确性和效率。

平面约束条件在LIDAR点云滤波中的应用

介绍了一种利用平面约束条件对LIDAR点云数据进行滤波的方法,利用每个数据点的邻域点拟合平面,根据平面约束条件和平面点分类方法得到地面点,最后利用地面点内插该区域的DTM。

一种基于高度差异的点云数据分类方法

LiDAR点云数据存在数据量大、不易识别、不易处理的问题,为了解决上述问题,需要对点云数据进行分类处理。针对点云分类方法存在精度不高、处理过程复杂等难题,本文提出了一种基于高度差值的二次导数的建筑物、植被的点云分类方法,能够高效、准确地将各类点云分离。利用该方法分离点云数据,首先通过Terra Solid软件对原始LiDAR点云数据进行初步处理,去除噪点并提取出地表点云,然后利用规则建筑和不规则植被高度差异上的二次导数不同,提取出可能是建筑物或植被的点,并利用高斯偏差估计模型为建筑物、植被点的分类提供阈值,最后利用断点统计模型将建筑物、植被点云补充完整。为证明这种方法的可行性和有效性,使用Autzen_Stadium地区的LiDAR点云数据进行点云分类试验,结果表明,该方法具有可行性好、分类效果好、处理自动化等优势。

基于点云数据的三维模型重建

随着需求的不断增长,空间信息的表示逐渐从二维形式朝三维形式转变,三维建模技术与点云数据采集技术的结合极大地提高了其真实性和可视化水平。三维激光扫描技术广泛应用于多个方面,其具有快速性、不接触性、穿透性、主动性和实时性,同时具有动态化、数字化、自动化和效益高、密度高、精度高等特点,解决了目前空间信息技术发展中实时性与准确性的瓶颈。因此,该技术在逆向工程建模过程中发挥了很大的作用,满足了各种产品需求。