從激光雷達(dá)點(diǎn)云中提取建筑物模型的方法

提取建筑物輪廓線是機(jī)載激光雷達(dá)(lidar)點(diǎn)云數(shù)據(jù)特征提取的熱點(diǎn)；為了獲得較高精度的建筑物輪廓線；提出了一種基于方向預(yù)測(cè)規(guī)則化算法的機(jī)載激光雷達(dá)建筑物正交輪廓線提取方法；首先利用α-shape算法提取輪廓點(diǎn)；然后利用改進(jìn)的douglas_peucker算法提取關(guān)鍵點(diǎn)并提出角度檢驗(yàn)規(guī)則篩選關(guān)鍵點(diǎn)；使用隨機(jī)抽樣一致性算法簡(jiǎn)化輪廓線；最終用提出的方向預(yù)測(cè)算法進(jìn)行輪廓線規(guī)則化；通過(guò)vaihingen城區(qū)數(shù)據(jù)對(duì)算法進(jìn)行驗(yàn)證；結(jié)果表明:與流行的分類強(qiáng)制正交算法相比；方向預(yù)測(cè)規(guī)則化算法最大偏差平均減小了43.1%；均方根誤差平均降低了39.7%；建筑物占地面積相對(duì)誤差平均降低了7.02%；點(diǎn)云貢獻(xiàn)率平均提高了9.32%；有效減小了機(jī)載激光雷達(dá)點(diǎn)云建筑物正交輪廓線規(guī)則化誤差；

本文提出了一種基于全色波段航空影像和激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的建筑物檢測(cè)方法。如何從激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取出建筑物激光腳點(diǎn),是建筑物三維重建和輪廓提取的難點(diǎn)問(wèn)題之一。植被密集區(qū)域以及與建筑物緊密相鄰的樹(shù)木的激光點(diǎn)很難與建筑物激光點(diǎn)區(qū)分開(kāi)。本文利用支持向量機(jī)對(duì)單個(gè)激光點(diǎn)的特征進(jìn)行兩分類,特征向量包括激光點(diǎn)的高程、高程變化信息以及與激光點(diǎn)配準(zhǔn)的影像光譜信息。實(shí)驗(yàn)表明,基于支持向量機(jī)的點(diǎn)態(tài)分類算法能夠有效提取建筑物激光腳點(diǎn),影像光譜信息能明顯提高分類精度。

為了保障無(wú)人駕駛車的可靠性與安全性,首先根據(jù)多線激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特征結(jié)合區(qū)間共線點(diǎn)特征獲取路沿點(diǎn)并利用改進(jìn)的dpca算法對(duì)得到的路沿點(diǎn)進(jìn)行聚類。其次,應(yīng)用最小二乘法擬合出兩側(cè)路沿。最后,通過(guò)改進(jìn)的dpca算法將路面上的障礙物點(diǎn)進(jìn)行聚類并計(jì)算得到障礙物的信息。利用區(qū)間共線點(diǎn)特征提取路沿點(diǎn)不易受其他干擾點(diǎn)的影響,而改進(jìn)的dpca算法則能夠自動(dòng)并準(zhǔn)確地獲取聚類中心,解決了dpca算法需要人工選取聚類中心的缺陷。實(shí)車實(shí)驗(yàn)證明該算法的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性。

本研究針對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)電力巡線進(jìn)行電力線安全檢測(cè)工作存在操作復(fù)雜、作業(yè)強(qiáng)度大的問(wèn)題而開(kāi)展。面對(duì)航空遙感影像資料實(shí)時(shí)獲取能力差以及有人機(jī)載雷達(dá)成本高的問(wèn)題，借鑒國(guó)內(nèi)外無(wú)人機(jī)實(shí)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本文提出了將無(wú)人機(jī)與三維激光雷達(dá)結(jié)合使用的技術(shù)方案。經(jīng)過(guò)諸多點(diǎn)云分類以及曲線擬合方法的研究，最終確定在生產(chǎn)單位更為便捷高效的處理流程——將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)首先采用漸進(jìn)分類法實(shí)現(xiàn)電力線鑒別，然后采用聚類采樣法對(duì)電力線快速擬合，實(shí)現(xiàn)電力線的自動(dòng)提取。

一、引言近年來(lái),我國(guó)掀起了鐵路建設(shè)高潮,建成了一批時(shí)速250和350km/h的高速鐵路。在今后的一段時(shí)間里,鐵路建設(shè)任務(wù)將十分繁重。鐵路工程勘測(cè)是勘察設(shè)計(jì)流程的首要工序。目前,鐵路勘測(cè)主要采用航空攝影測(cè)量方法測(cè)繪1∶2000地形圖,采用gps技術(shù)、全站儀及水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行線路測(cè)量。該方法存在的主要問(wèn)題是工作效率較低,在險(xiǎn)、難勘測(cè)工程環(huán)境下采用gps和全站儀進(jìn)行線路測(cè)量給

提出一種從機(jī)載lidar點(diǎn)云數(shù)據(jù)中自動(dòng)提取建筑物平面的方法。給出了基于邊長(zhǎng)約束的三角形生長(zhǎng)算法對(duì)建筑物初始區(qū)域進(jìn)行提取,針對(duì)提取出的建筑物腳點(diǎn),利用自適應(yīng)meanshift方法在特征空間中對(duì)其進(jìn)行聚類分析,并提取出平面目標(biāo),最后利用alpha-shape算法生成建筑物平面的輪廓線。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了方法的有效性。

三維激光掃描(terrestriallaserscanning,tls)技術(shù)作為一種全自動(dòng)高精度立體掃描技術(shù),是繼gps空間定位之后的有一項(xiàng)新興測(cè)繪技術(shù)。本文首先對(duì)三維激光掃描儀的測(cè)距和工作原理進(jìn)行闡述,然后運(yùn)用tls技術(shù)對(duì)某建筑物進(jìn)行掃描和建模處理。其中,著重對(duì)基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建精細(xì)化建筑三維模型的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行探索。此外,還對(duì)tls技術(shù)外業(yè)掃描和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的全過(guò)程進(jìn)行探索和總結(jié)。最后,對(duì)tls技術(shù)相較于傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行探討,并對(duì)tls技術(shù)的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

為了古建筑的數(shù)字化保護(hù)和修繕設(shè)計(jì),利用激光雷達(dá)的方法制作古建筑正射影像圖.討論了基本原理,論述了數(shù)據(jù)采集、三維三角網(wǎng)模型構(gòu)建和正射影像圖制作的過(guò)程和注意事項(xiàng),最后制作了古建筑外立面的正射影像圖.

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步,激光雷達(dá)已經(jīng)應(yīng)用到工程測(cè)量的前沿工作中,實(shí)踐證明激光雷達(dá)能夠提高工程測(cè)量的精度和作業(yè)效率,使工程測(cè)量工作變得更加簡(jiǎn)便,從側(cè)面促進(jìn)了建設(shè)各行業(yè)的的良好發(fā)展。為了繼續(xù)在工程測(cè)量中發(fā)揮出激光雷達(dá)的作用,滿足人們?cè)絹?lái)越高標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量需求,本文就激光雷達(dá)技術(shù)在各行業(yè)中的應(yīng)用策略做出幾點(diǎn)分析,希望能為工程測(cè)量領(lǐng)域的技術(shù)提高提供參考。

針對(duì)在自然環(huán)境下無(wú)人駕駛智能車輛的道路檢測(cè)問(wèn)題:本文提出了一種基于激光雷達(dá)的道路邊界檢測(cè)算法,該算法依據(jù)道路區(qū)域與非路區(qū)域存在的高度跳變的特性,利用邊界是直線形狀的特征,首先分別出道路區(qū)域和非道區(qū)域提取出邊界點(diǎn)信息,然后把得到的邊界點(diǎn)進(jìn)行閾值處理和均值濾波,最后利用線性分析擬合得到道路的邊界信息。試驗(yàn)結(jié)果表明,該邊界檢測(cè)算法可靠性強(qiáng),穩(wěn)定性高,能夠準(zhǔn)確完成道路邊界檢測(cè)任務(wù),滿足實(shí)時(shí)系統(tǒng)的要求。

在論述激光雷達(dá)技術(shù)原理的基礎(chǔ)上,針對(duì)激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)高密度高精度測(cè)量的特點(diǎn),根據(jù)電力巡線的測(cè)量技術(shù)需求,利用直升機(jī)作為空中搭載平臺(tái),同時(shí)結(jié)合gis與三維仿真技術(shù),設(shè)計(jì)了一條適應(yīng)于寧波市寧海地區(qū)的500kv超高壓送電線路安全巡線的合理方案,并進(jìn)行了工程實(shí)踐應(yīng)用,獲取了電力走廊dem和dom,快速搭建三維電力巡線與資產(chǎn)管理平臺(tái),取得了理想的效果。

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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步,激光雷達(dá)已經(jīng)應(yīng)用到工程測(cè)量的前沿工作中,實(shí)踐證明激光雷達(dá)能夠提高工程測(cè)量的精度和作業(yè)效率,使工程測(cè)量工作變得更加簡(jiǎn)便,從側(cè)面促進(jìn)了建設(shè)各行業(yè)的的良好發(fā)展.為了繼續(xù)在工程測(cè)量中發(fā)揮出激光雷達(dá)的作用,滿足人們?cè)絹?lái)越高標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量需求,本文就激光雷達(dá)技術(shù)在各行業(yè)中的應(yīng)用策略做出幾點(diǎn)分析,希望能為工程測(cè)量領(lǐng)域的技術(shù)提高提供參考.

在數(shù)字城市建設(shè)中,作者提出了利用三維激光掃描獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行建筑物模型構(gòu)建的方法.在詳細(xì)介紹三維激光掃描基本原理和總結(jié)建筑物幾何建模方法的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了三維激光掃描數(shù)據(jù)處理方法以及利用三維激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行建筑物特征點(diǎn)提取的方法和過(guò)程.對(duì)利用三維激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行建筑物模型構(gòu)建工作中應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行了說(shuō)明.最后,作者利用一組三維激光掃描數(shù)據(jù)構(gòu)建了一幢建筑物的幾何模型,這為三維激光掃描在數(shù)字城市建設(shè)中的應(yīng)用做了有益的探索.

指出了隨著三維激光掃描硬件設(shè)備的不斷更新發(fā)展,面對(duì)更龐大的數(shù)據(jù)量、精度更高的工程應(yīng)用,迫切需要具有快速度、高精度的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)掃描數(shù)據(jù)的建模和計(jì)算機(jī)的自動(dòng)分類提取。在已有研究基礎(chǔ)上,利用基于球面投影構(gòu)網(wǎng)和fcm聚類混合的點(diǎn)云分類法,對(duì)選取的單站地面激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并分析了其可行性,主要采用了以下幾種處理算法進(jìn)行了比較分析:基于球面投影的空間三角形構(gòu)網(wǎng)方法;fuzzyc-mean(fcm)模糊聚類方法的點(diǎn)云分類;柱面投影和cylview瀏覽器設(shè)計(jì);軟件開(kāi)發(fā)。

針對(duì)車載激光掃描點(diǎn)云的分布密度,提出了一種把掃描數(shù)據(jù)格網(wǎng)化進(jìn)行信息提取的新方法。實(shí)踐證明,這種方法效率高,可以自動(dòng)從密集的掃描數(shù)據(jù)中快速提取出建筑物信息,能夠滿足城市三維建模的要求。

指出了隨著三維激光掃描硬件設(shè)備的不斷更新發(fā)展．面對(duì)更龐大的數(shù)據(jù)量、精度更高的工程應(yīng)用，迫切需要具有快速度、高精度的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)掃描數(shù)據(jù)的建模和計(jì)算機(jī)的自動(dòng)分類提取。在已有研究基礎(chǔ)上．利用基于球面投影構(gòu)網(wǎng)和fcm聚類混合的點(diǎn)云分類法，對(duì)選取的單站地面激光掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理．并分析了其可行性．主要采用了以下幾種處理算法進(jìn)行了比較分析：基于球面投影的空間三角形構(gòu)網(wǎng)方法；fuzzycmean（fcm）模糊聚類方法的點(diǎn)云分類；柱面投影和cylview瀏覽器設(shè)計(jì)；軟件開(kāi)發(fā)。

合成孔徑激光雷達(dá)(sal)受激光器件信號(hào)調(diào)制速率的制約,導(dǎo)致了激光調(diào)制帶寬和脈沖重復(fù)頻率(prf)成為一對(duì)矛盾;同時(shí),由于激光信號(hào)波長(zhǎng)較短,造成波束光斑腳印較小,限制了成像場(chǎng)景的幅寬。基于此,本文提出了一種sal多通道掃描工作模式下的成像方法。采用多通道體制,以空間采樣彌補(bǔ)時(shí)間采樣的不足,并采用空域?yàn)V波方法解決了多普勒模糊的問(wèn)題;通過(guò)控制波束指向,使其周期性的在不同子測(cè)繪帶之間掃描實(shí)現(xiàn)寬測(cè)繪帶成像。針對(duì)掃描模式短孔徑對(duì)寬場(chǎng)景成像易造成圖像模糊的問(wèn)題,采用譜分析(specan)思想,將圖像聚焦在方位頻率域。仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文算法的有效性。

在現(xiàn)如今的測(cè)繪工程中可以看出，采用激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)是一種相對(duì)比較常見(jiàn)的現(xiàn)象。在經(jīng)濟(jì)和科技不斷發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展水平不斷提升，激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用為其提供了動(dòng)力。在測(cè)繪工程中應(yīng)用這種技術(shù)不僅可以高效地提升測(cè)繪工作的效率，還可以打破傳統(tǒng)測(cè)繪方式的局限性。本文中，筆者主要對(duì)激光雷達(dá)測(cè)繪技術(shù)在工程中的應(yīng)用情況進(jìn)行深入探討，僅供參考。

按照建筑施工圖描述信息的特點(diǎn),提出了依照?qǐng)D紙順序和表達(dá)方式為向?qū)У哪嫦驑?gòu)模方法,給出了實(shí)現(xiàn)該思想的軟件體系結(jié)構(gòu)及流程,建立了實(shí)現(xiàn)逆向構(gòu)模的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),給出了施工圖數(shù)字化過(guò)程中建筑屬性的自動(dòng)生成算法。運(yùn)用此方法開(kāi)發(fā)的算量軟件,可以顯著降低圖紙交互輸入時(shí)操作人員的腦力負(fù)荷,提高圖紙數(shù)字化的效率和質(zhì)量。

針對(duì)現(xiàn)行的三維建筑模型像一個(gè)黑盒子,因?yàn)椴煌敢曀钥床灰?jiàn)建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu),不能進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航定位等問(wèn)題,在研究revit和autocad建立三維建筑模型技術(shù)的基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)了通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)使三維建筑模型可\"透視化\

本文采用dgps和ppp兩種方法分別對(duì)不同區(qū)域三個(gè)架次的軌跡進(jìn)行解算并對(duì)比分析軌跡差異,結(jié)果顯示兩種方法解算的軌跡存在系統(tǒng)偏差:平面(ne)方向小于10cm,高程(h)方向ppp解算結(jié)果要大于dgps結(jié)果,差值約15~40cm。