從激光雷達點云中提取建筑物模型的方法

提取建筑物輪廓線是機載激光雷達(lidar)點云數(shù)據(jù)特征提取的熱點；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)測規(guī)則化算法的機載激光雷達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；然后利用改進的douglas_peucker算法提取關(guān)鍵點并提出角度檢驗規(guī)則篩選關(guān)鍵點；使用隨機抽樣一致性算法簡化輪廓線；最終用提出的方向預(yù)測算法進行輪廓線規(guī)則化；通過vaihingen城區(qū)數(shù)據(jù)對算法進行驗證；結(jié)果表明:與流行的分類強制正交算法相比；方向預(yù)測規(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誤差平均降低了7.02%；點云貢獻率平均提高了9.32%；有效減小了機載激光雷達點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數(shù)據(jù)的建筑物檢測方法。如何從激光點云數(shù)據(jù)中提取出建筑物激光腳點,是建筑物三維重建和輪廓提取的難點問題之一。植被密集區(qū)域以及與建筑物緊密相鄰的樹木的激光點很難與建筑物激光點區(qū)分開。本文利用支持向量機對單個激光點的特征進行兩分類,特征向量包括激光點的高程、高程變化信息以及與激光點配準的影像光譜信息。實驗表明,基于支持向量機的點態(tài)分類算法能夠有效提取建筑物激光腳點,影像光譜信息能明顯提高分類精度。

為了保障無人駕駛車的可靠性與安全性,首先根據(jù)多線激光雷達點云數(shù)據(jù)的特征結(jié)合區(qū)間共線點特征獲取路沿點并利用改進的dpca算法對得到的路沿點進行聚類。其次,應(yīng)用最小二乘法擬合出兩側(cè)路沿。最后,通過改進的dpca算法將路面上的障礙物點進行聚類并計算得到障礙物的信息。利用區(qū)間共線點特征提取路沿點不易受其他干擾點的影響,而改進的dpca算法則能夠自動并準確地獲取聚類中心,解決了dpca算法需要人工選取聚類中心的缺陷。實車實驗證明該算法的實時性與準確性。

本研究針對現(xiàn)有傳統(tǒng)電力巡線進行電力線安全檢測工作存在操作復(fù)雜、作業(yè)強度大的問題而開展。面對航空遙感影像資料實時獲取能力差以及有人機載雷達成本高的問題，借鑒國內(nèi)外無人機實用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，本文提出了將無人機與三維激光雷達結(jié)合使用的技術(shù)方案。經(jīng)過諸多點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)過預(yù)處理的激光點云數(shù)據(jù)首先采用漸進分類法實現(xiàn)電力線鑒別，然后采用聚類采樣法對電力線快速擬合，實現(xiàn)電力線的自動提取。

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

提出一種從機載lidar點云數(shù)據(jù)中自動提取建筑物平面的方法。給出了基于邊長約束的三角形生長算法對建筑物初始區(qū)域進行提取,針對提取出的建筑物腳點,利用自適應(yīng)meanshift方法在特征空間中對其進行聚類分析,并提取出平面目標,最后利用alpha-shape算法生成建筑物平面的輪廓線。通過實驗證實了方法的有效性。

三維激光掃描(terrestriallaserscanning,tls)技術(shù)作為一種全自動高精度立體掃描技術(shù),是繼gps空間定位之后的有一項新興測繪技術(shù)。本文首先對三維激光掃描儀的測距和工作原理進行闡述,然后運用tls技術(shù)對某建筑物進行掃描和建模處理。其中,著重對基于點云數(shù)據(jù)構(gòu)建精細化建筑三維模型的技術(shù)要點進行探索。此外,還對tls技術(shù)外業(yè)掃描和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的全過程進行探索和總結(jié)。最后,對tls技術(shù)相較于傳統(tǒng)測量技術(shù)的優(yōu)勢進行探討,并對tls技術(shù)的應(yīng)用前景進行了展望。

為了古建筑的數(shù)字化保護和修繕設(shè)計,利用激光雷達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程和注意事項,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)展和時代的進步,激光雷達已經(jīng)應(yīng)用到工程測量的前沿工作中,實踐證明激光雷達能夠提高工程測量的精度和作業(yè)效率,使工程測量工作變得更加簡便,從側(cè)面促進了建設(shè)各行業(yè)的的良好發(fā)展。為了繼續(xù)在工程測量中發(fā)揮出激光雷達的作用,滿足人們越來越高標準的測量需求,本文就激光雷達技術(shù)在各行業(yè)中的應(yīng)用策略做出幾點分析,希望能為工程測量領(lǐng)域的技術(shù)提高提供參考。

針對在自然環(huán)境下無人駕駛智能車輛的道路檢測問題:本文提出了一種基于激光雷達的道路邊界檢測算法,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)域提取出邊界點信息,然后把得到的邊界點進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。試驗結(jié)果表明,該邊界檢測算法可靠性強,穩(wěn)定性高,能夠準確完成道路邊界檢測任務(wù),滿足實時系統(tǒng)的要求。

在論述激光雷達技術(shù)原理的基礎(chǔ)上,針對激光雷達點云數(shù)據(jù)高密度高精度測量的特點,根據(jù)電力巡線的測量技術(shù)需求,利用直升機作為空中搭載平臺,同時結(jié)合gis與三維仿真技術(shù),設(shè)計了一條適應(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,并進行了工程實踐應(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,取得了理想的效果。

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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和時代的進步,激光雷達已經(jīng)應(yīng)用到工程測量的前沿工作中,實踐證明激光雷達能夠提高工程測量的精度和作業(yè)效率,使工程測量工作變得更加簡便,從側(cè)面促進了建設(shè)各行業(yè)的的良好發(fā)展.為了繼續(xù)在工程測量中發(fā)揮出激光雷達的作用,滿足人們越來越高標準的測量需求,本文就激光雷達技術(shù)在各行業(yè)中的應(yīng)用策略做出幾點分析,希望能為工程測量領(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)進行建筑物模型構(gòu)建的方法.在詳細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)進行建筑物特征點提取的方法和過程.對利用三維激光掃描數(shù)據(jù)進行建筑物模型構(gòu)建工作中應(yīng)注意的問題進行了說明.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、高精度的方法來實現(xiàn)掃描數(shù)據(jù)的建模和計算機的自動分類提取。在已有研究基礎(chǔ)上,利用基于球面投影構(gòu)網(wǎng)和fcm聚類混合的點云分類法,對選取的單站地面激光掃描數(shù)據(jù)進行處理,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)模糊聚類方法的點云分類;柱面投影和cylview瀏覽器設(shè)計;軟件開發(fā)。

針對車載激光掃描點云的分布密度,提出了一種把掃描數(shù)據(jù)格網(wǎng)化進行信息提取的新方法。實踐證明,這種方法效率高,可以自動從密集的掃描數(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、高精度的方法來實現(xiàn)掃描數(shù)據(jù)的建模和計算機的自動分類提取。在已有研究基礎(chǔ)上．利用基于球面投影構(gòu)網(wǎng)和fcm聚類混合的點云分類法，對選取的單站地面激光掃描數(shù)據(jù)進行處理．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）模糊聚類方法的點云分類；柱面投影和cylview瀏覽器設(shè)計；軟件開發(fā)。

合成孔徑激光雷達(sal)受激光器件信號調(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)成為一對矛盾;同時,由于激光信號波長較短,造成波束光斑腳印較小,限制了成像場景的幅寬?；诖?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,以空間采樣彌補時間采樣的不足,并采用空域濾波方法解決了多普勒模糊的問題;通過控制波束指向,使其周期性的在不同子測繪帶之間掃描實現(xiàn)寬測繪帶成像。針對掃描模式短孔徑對寬場景成像易造成圖像模糊的問題,采用譜分析(specan)思想,將圖像聚焦在方位頻率域。仿真結(jié)果驗證了本文算法的有效性。

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

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

針對現(xiàn)行的三維建筑模型像一個黑盒子,因為不透視所以看不見建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu),不能進行室內(nèi)導(dǎo)航定位等問題,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)計了通過增強現(xiàn)實技術(shù)使三維建筑模型可\"透視化\

本文采用dgps和ppp兩種方法分別對不同區(qū)域三個架次的軌跡進行解算并對比分析軌跡差異,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。