車載激光掃描數(shù)據(jù)的整合、分割與建模.pdf

1、在城市空間基礎數(shù)據(jù)獲取與應用服務追求快速性、準確性、完整性、經(jīng)濟性的形勢下，激光掃描技術作為一種數(shù)據(jù)獲取手段，在測繪、交通、環(huán)保、城市規(guī)劃等領域得到了極大的應用。集成了GPS（Global Positioning System 全球定位系統(tǒng)）、INS（Inertial Navigation System 慣性導航系統(tǒng)）和線陣激光掃描儀等多種傳感器的車載激光掃描系統(tǒng)，在車輛正常行駛的過程中動態(tài)采集數(shù)據(jù)，獲取目標地物的空間信息。車載激光掃描

2、數(shù)據(jù)也稱作“點云”，從散亂的空間點云中快速、準確的提取出有用的信息，并為數(shù)字城市建設提供快速有效的分析工具和三維景觀建模方法，是需要深入研究的內容。本文以車載激光掃描數(shù)據(jù)的整合、分割以及建模為目標，采用數(shù)字圖像處理技術與數(shù)字近景立體攝影測量技術，對多傳感器的標定方法、基于車載激光掃描系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分割方法以及表面模型的快速構建方法進行了深入的研究，主要研究內容和成果如下：
　　 （1）針對車載激光掃描系統(tǒng)多傳感器集成的特點，研究系統(tǒng)

3、標定方法。通過構建了車載激光掃描系統(tǒng)的定位方程，利用羅德里格矩陣的方法求解出標定參數(shù)，完成誤差分析，并設計與實現(xiàn)了數(shù)據(jù)整合的原型與系統(tǒng)。
　　 （2）針對車載激光掃描系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的特點，將城市場景中的地物分為四大類，即路面、建筑物立面、獨立地物以及隧道；針對主要地物的空間分布特征，采用適宜的分割方法：對于路面，根據(jù)激光掃描儀等角度獲取數(shù)據(jù)的特點，論文采用等角度投影密度分割的方法；對于建筑物立面，論文先根據(jù)建筑物在街道場景中的分布

4、特征進行了粗分割，然后利用數(shù)學形態(tài)學的原理分割出建筑物立面；
　　 對于獨立地物，論文采用生成最小生成樹的方法，分析散亂點的空間分布關系，從而完成對獨立地物的分割；對于隧道地物，論文利用統(tǒng)計、分析每條掃描線中有效點率，通過劃分閾值的方法，實現(xiàn)對隧道的提取。
　　 （3）針對基于車載激光掃描數(shù)據(jù)的表面模型構建方法展開研究。線陣車載激光掃描儀垂直于車輛行進方向動態(tài)采集數(shù)據(jù)，每條掃描線數(shù)據(jù)相當于地物的一個橫斷面，對相鄰掃描線構