基于改進(jìn)的形態(tài)學(xué)濾波與區(qū)域增長法的建筑物點云數(shù)據(jù)提取方法研究.pdf

1、機載激光雷達(dá)測量技術(shù)，作為一種快速、高效獲取高精度數(shù)字表面模型的攝影測量方式，應(yīng)用范圍不斷擴大；同時，對于城區(qū)建筑物等基礎(chǔ)設(shè)施的三維信息提取，在數(shù)字城市的建設(shè)和應(yīng)用日益受到廣泛的關(guān)注，機載LiDAR系統(tǒng)獲取的點云數(shù)據(jù)具有直接描述測區(qū)表面三維信息的能力，是一種實現(xiàn)城區(qū)建筑物的特征信息提取的重要方式。
　　為了獲取有效的建筑物信息，對機載LiDAR點云數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波分類和建筑物提取的方法是兩個核心內(nèi)容，本文分析總結(jié)了近年來利用機載LiD

2、AR數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波分類的方法和對建筑物點云數(shù)據(jù)提取的相關(guān)方法，對形態(tài)學(xué)濾波方法進(jìn)行了改進(jìn)，同時運用改進(jìn)的區(qū)域增長法來進(jìn)行建筑物信息的提取，并通過具體實驗驗證了本文研究方法的可行性。此外，為了對比實驗方法進(jìn)行對比分析，還結(jié)合了目前使用較廣的商用軟件TerraSolid對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波分類處理以及建筑物信息的提取。
　　本文的主要研究工作有一下幾個方面：
　　(1)結(jié)合TerraSolid軟件的系統(tǒng)流程簡要歸納了基于機載LiDA

3、R數(shù)據(jù)實現(xiàn)濾波和分類的相關(guān)基本原理、算法及基本處理流程。特別針對建筑物的提取展開深入研究。
　　(2)鑒于經(jīng)典的形態(tài)學(xué)濾波是使用固定窗口進(jìn)行開運算處理，對于實際測區(qū)中地物尺寸大小的變化適應(yīng)性較弱，并且采用固定的高程閾值判定指導(dǎo)濾波也很難滿足實際應(yīng)用的需求，本文基于現(xiàn)有算法通過比較分析，基于點云數(shù)據(jù)的形態(tài)學(xué)濾波進(jìn)行改進(jìn)，通過選擇變化的開運算窗口和高程閾值來進(jìn)行分類，有效提高了該方法的適用性和分類精度。
　　(3)為了提取建筑物

4、信息，考慮到建筑物與其它非地面信息(比如植被)具有不同的平面法向量，以此作為特征參數(shù)，基于區(qū)域增長法實現(xiàn)數(shù)據(jù)分割。傳統(tǒng)算法根據(jù)不規(guī)則三角網(wǎng)的區(qū)域增長法，通過不同數(shù)據(jù)類型鄰接部分的高程突變來實現(xiàn)判斷；但在對LiDAR點云數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)重采樣的過程中，容易造成數(shù)據(jù)精度的丟失。所以，研究分析中不對全局點云數(shù)據(jù)實行區(qū)域增長，而是先對點云數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，分離為地面點與非地面點兩部分，然后從非地面點集實行基于離散點的區(qū)域增長法來提取建筑物信息。實驗