机载LiDAR点云数据滤波及建筑物提取研究

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1、分类号:P2210710-2015226005专业硕士学位论文机载LiDAR点云数据滤波及建筑物提取研究张抒远导师姓名职称刘万林副教授专业学位类别申请学位级别专业硕士测绘工程及领域名称论文提交日期2018年4月18日论文答辩日期2018年5月31日学位授予单位长安大学ResearchonDataFilteringandBuildingExtractionofAirborneLiDARDataAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:ZhangShuyuanSupervisor:AssociateProf.Li

2、uWanlinChang’anUniversity,Xi’an,China摘要机载激光雷达是近些年发展起来的新的对地探测技术，机载LiDAR测量系统能够快速实时地获取大范围的地面空间三维信息，该技术在生产建设中得到越来越广泛的应用。机载LiDAR点云数据滤波和建筑物的提取一直是该领域研究的热点问题。本文主要针对机载LiDAR点云数据的滤波和建筑物提取展开分析和研究，提出了相应的机载LiDAR点云数据滤波算法和建筑物提取的方法。本文主要做的工作和主要研究内容如下：（1）本文总结了机载LiDAR设备的发展历程，阐述了机载LiDAR点云数据滤波方法以及建筑物提取的

3、国内外研究现状。并描述了机载LiDAR测量系统的组成、原理以及应用。（2）通过分析机载LiDAR点云数据的组织方式及其优缺点，引入虚拟格网的概念，并在此基础上提出了一种基于多尺度虚拟格网的坡度自适应滤波算法。结合实验数据，对本文的滤波算法做了定性和定量的分析。并利用本文滤波算法与不规则三角网渐进滤波算法进行对比试验，展示本文算法在滤波效果上的优缺点。（3）本文简单归纳了机载LiDAR点云数据提取的几种方法，利用TerraScan软件生成试验区域机载LiDAR点云数据的nDSM图像，利用数学形态学的开闭运算以及边缘检测算法建筑物进行提取，并把提取结果与航空影像

4、数据中的建筑物进行比较，验证本文建筑物提取方法处理结果的可行性。关键词：机载激光雷达，点云数据，滤波，多尺度虚拟格网，建筑物提取，边缘检测算法IAbstractAirbornelaserradarisanewland-baseddetectiontechnologydevelopedinrecentyears.TheairborneLiDARmeasurementsystemcanacquireawiderangeofthree-dimensionalinformationofterrestrialspaceinrealtime.Thistechniqueh

5、asbeenincreasinglyusedinproductionandconstruction.AirborneLiDARpointclouddatafilteringandbuildingextractionhasalwaysbeenahottopicinthisfield.ThispapermainlyanalyzesandstudiesthefilteringandbuildingextractionofairborneLiDARpointclouddata,andputsforwardthecorrespondingairborneLiDARpo

6、intclouddatafilteringalgorithmandbuildingextractionmethod.Themainworkandmainresearchcontentsofthispaperareasfollows:（1）ThispapersummarizesthedevelopmenthistoryofairborneLiDARequipment,describesthefilteringmethodsofairborneLiDARpointclouddataandtheresearchstatusofbuildingextractiona

7、thomeandabroad.Thecomposition,principleandapplicationoftheairborneLiDARmeasurementsystemaredescribed.（2）ThroughtheanalysisoftheorganizationmodeanditsadvantagesanddisadvantagesofairborneLiDARpointclouddata,theconceptofvirtualgridisintroduced.Basedonthis,anadaptiveslopefilteringalgor

8、ithmbasedonmulti-scalevirt