無人機LiDAR在山洪災害調查中的關鍵技術及應用.pdf

1、近年來由于特殊的區(qū)域地理環(huán)境、極端災害性天氣及人類社會活動等諸多因素的影響，山洪災害已成為造成我國經濟損失以及人員傷亡的主要災種，也是當前防洪減災工作研究的重點及難點。
　　開展山洪災害調查工作可以為山洪災害頻發(fā)區(qū)提供重要的基礎資料，對防災減災具有十分重要的意義。傳統(tǒng)的山洪災害調查方法作業(yè)效率低、特殊地區(qū)可用資料少且難以滿足數據實時獲取的需求。因此本文將無人機激光雷達技術應用到山洪災害調查中，并對應用中所涉及的關鍵技術進行了研究，

2、旨在實現(xiàn)由激光點云數據快速批量地獲取山洪災害調查所需的河道斷面、居民戶輪廓及中心點高程等成果數據。本文的主要研究內容及創(chuàng)新點如下：
　　(1)依托中國水利水電科學研究院的《全國山洪災害調查評價無人機遙感技術示范應用》項目，結合欒川縣無人機激光雷達數據，研究了無人機激光雷達數據獲取流程、點云處理方法與流程，給出了一套由原始激光點云數據自動獲取山洪災害調查評價要素（包括河道斷面、居民戶輪廓及中心點高程等）的方法與完整流程。
　　

3、(2)針對海量點云數據，提出一種基于格網的高程逐步迭代濾波方法實現(xiàn)地面點云與非地面點云的自動分類，并通過示范區(qū)實測數據及國際標準數據對方法進行定性及定量分析，驗證了方法的有效性。
　　(3)針對濾波后的地面點云數據，給出了河道斷面自動獲取的完整流程及詳細步驟，并結合TPS插值實現(xiàn)了河道斷面的批量獲取。此外還將基于RTK測量、航拍解算與點云數據獲取的斷面成果進行了對比分析，結果表明基于點云數據獲取的河道斷面能夠很好的反映地形起伏，滿

4、足山洪災害調查的精度要求。
　　(4)針對無人機激光雷達獲取的建筑物點云呈現(xiàn)的特征，應用基于法向量的模糊C均值聚類法進行建筑物點云的自動提取，并對初始參數及法向量取值范圍進行了設置，然后基于該結果采用構網及設定閾值獲取了居民戶輪廓及中心點高程。
　　(5)針對獲取的河道斷面、居民戶中心點高程以及統(tǒng)計的歷史洪痕點信息，將居民點高程沿河道進行糾正并統(tǒng)計人口信息，最終獲得了沿河分布的居民點高程及人口分布結果。
　　(6)采用