基于机载LIDAR数据的建筑物信息提取研究

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1、分类号：P236单位代码：10183研究生学号：2015622024密级：公开基于机载LIDAR数吉林大学据的建硕士学位论文筑物信（学术学位）息提基于机载LIDAR数据的建筑物信息提取研究取研究ResearchonBuildingInformationExtractionBasedonAirborneLIDARData单咏华作者姓名：单咏华吉专业：地图制图学与地理信息工程林大研究方向：地理信息系统与应用学指导教师：牛雪峰教授培养单位：地球探测科学与技术学院2018年6月—————————————————————基于机载LIDAR数据的建筑物信息提取研究——————————————

2、———————ResearchonBuildingInformationExtractionBasedonAirborneLIDARData作者姓名：单咏华专业名称：地图制图学与地理信息工程指导教师：牛雪峰教授学位类别：工学硕士答辩日期：2018年6月3日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进

3、行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用

4、，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：硕士□博士学科专业：地图制图学与地理信息工程论文题目：机载LiDAR点云数据的建筑物信息提取作者签名：指导教师签名：2018年6月3日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市朝阳区西民主大街938号（130026）作者联系电话：17600342596摘要基于机载LIDAR数据的建筑物信息提取研究摘要“数字城市”作为知识经济、信息社会发展的必然趋势，代表了新的世界潮流和城市发展的方向。建筑物作为城市地区最主要的地物要素之一，对其信息提取及分析的研究变得至关重要。近年来，许多摄影测量与遥感等领域的学者展开了利用机载LiDAR点云数据(半）自动建筑物

5、信息提取及建模的研究。机载LiDAR是一种新型的主动式遥测仪器，它能够快速直接的获取海量、高精度、高密度的地表三维数据，是一种兼具效率、精度及经济优势的地表三维空间数据釆集技术，因此机载LiDAR数据逐渐成为了建筑物信息提取及模型重建中难以替代的数据源。本文以山东省临沂市兰山区的机载LiDAR数据为研究对象，针对建筑物信息提取涉及到的去噪、点云分类、建筑物轮廓线提取以及轮廓线规则化一系列问题展开研究与试验，具体内容如下:(1)通过三维格网数据结构对机载LiDAR点云进行组织，分别根据格网间的邻域关系及区域生长算法剔除点云主体外的离散、成簇噪声点。(2)依据规则格网结构选取格网内部

6、最低点，以此为种子点构建TIN得到点云距地面高差，进而通过高差偏度平衡滤波将LiDAR点云分为地面点和非地面点，实现无阈值滤波。(3)利用非地面点云的多次回波信息及高差剔除非建筑物点，以最小二乘的平面拟合检测格网范围内点云的拟合程度，通过联通域检测筛选符合规定阈值面积的建筑物。针对建筑物点云格网边缘误判情况，再次对邻域格网中数据点的高差进行筛选提高分类精度。(4)结合虚拟格网改进传统Alpha-Shape算法数据获取范围，快速生成建筑物点云轮廓线。运用角度变化监测的方式提取建筑物关键点，通过关键点间的轮廓点拟合直线再次相交提高规则化轮廓线精度。将以上算法得到的点云分类结果同商用L

7、iDAR数据处理软件Terrasolid和LiDAR360的处理结果相比较，分类的总体误差相近，验证了算法的有效性。关键词:机载LiDAR，去噪，滤波，建筑物提取，轮廓线规则化I摘要ResearchonBuildingInformationExtractionBasedonAirborneLIDARDataAbstractAstheinevitabletrendofknowledgeeconomyandinformationsociety,"digitalcity"represe