融合航空影像的震后机载LiDAR建筑物点云提取研究
发布时间：2021-04-23 11:48
强烈地震是影响人类最严重的自然灾害之一。建筑物是地震灾害中最重要承灾体,建筑物破坏是引起人员伤亡和经济损失的主要来源。传统建筑物震害信息提取主要基于人工地面抽样调查,其存在消耗大量人力、耗时较长的不足。随着对地观测遥感技术的发展,特别是21世纪以来高分辨率民用遥感卫星的成功发射和低空无人机技术的快速发展,高分辨率遥感影像广泛应用于地表二维信息的提取,立体像对生成的三维信息难以满足精度要求;而地震造成建筑物的倒塌,使得建筑物高度等信息发生变化,机载激光雷达系统可获取这种高精度三维高程变化信息。机载激光雷达数据用于震后建筑物震害信息提取,许多方法仍是将点云数据生成高程栅格图像,根据高程纹理进行震害信息提取,而现有研究表明原始点云特征有利于建筑物震害识别。建筑物点云提取难点在于区分点云特征相似的倒塌建筑物点和植被点。建筑物与植被的光谱信息有较大差异,可引入光谱信息区分建筑物点与植被点。航空影像与机载LiDAR（Light Detection And Ranging）点云可同机获取,两者具有相同的位置数据,易于实现几何配准。因此,本文主要开展融合航空影像数据的光谱信息提取地震灾区机载LiDAR...
【文章来源】：中国地震局地震预测研究所北京市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 相关国内外研究现状
1.2.1 点云提取建筑物震害研究现状
1.2.2 点云滤波研究现状
1.2.3 建筑物点云提取现状
1.3 研究内容与技术路线
1.4 全文组织结构
第二章 机载激光雷达技术
2.1 机载LiDAR系统组成
2.1.1 激光测距仪
2.1.2 机械扫描方式
2.2 机载LiDAR系统技术原理
2.3 机载LiDAR数据
2.4 本章小结
第三章 机载LiDAR点云数据处理
3.1 实验区域概况与数据
3.2 点云数据预处理
3.3 点云滤波
3.3.1 滤波原理
3.3.2 常用滤波方法
3.3.3 滤波精度评价
3.3.4 滤波算法比较与分析
3.4 本章小结
第四章 基于DBSCAN算法的LiDAR建筑物点云提取
4.1 阈值分割
4.1.1 特征选择
4.1.2 分割阈值确定
4.2 DBSCAN聚类算法
4.2.1 相关概念
4.2.2 DBSCAN算法描述
4.2.3 算法关键参数
4.3 实验与分析
4.3.1 分割特征参数分析
4.3.2 点云空间聚类
4.3.3 结果精度评价
4.3.4 方法验证
4.4 本章小结
第五章 基于面向对象方法的LiDAR建筑物点云提取
5.1 影像分割
5.1.1 基本概念
5.1.2 影像多尺度分割
5.1.3 最佳分割尺度选择
5.2 影像分类
5.2.1 对象特征
5.2.2 分类方法
5.3 实验与分析
5.3.1 分割尺度与特征选择
5.3.2 对象分类方法比较
5.3.3 精度评价
5.3.4 方法验证
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 研究成果与认识
6.2 存在不足与展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于无人机影像的九寨沟地震建筑物震害定量评估[J]. 袁小祥,王晓青,丁香,窦爱霞,王书民,丁玲. 中国地震. 2017(04)
[2]基于高分卫星遥感影像的地震应急滑坡编目与分布特征探讨——以2017年8月8日九寨沟7.0级地震为例[J]. 吴玮莹,王晓青,邓飞. 震灾防御技术. 2017(04)
[3]地震后机载LiDAR点云的地物区分方法研究[J]. 王金霞,窦爱霞,王晓青,黄树松,张雪华. 震灾防御技术. 2017(03)
[4]地震短期综合预报的一种思路[J]. 冯志生,王俊菲,沈红会. 国际地震动态. 2017(08)
[5]面向对象影像多尺度分割最大异质性参数估计[J]. 马燕妮,明冬萍,杨海平. 遥感学报. 2017(04)
[6]激光雷达森林参数反演研究进展[J]. 李增元,刘清旺,庞勇. 遥感学报. 2016(05)
[7]基于机载LiDAR数据的建筑屋顶点云提取方法[J]. 李亮,王成,李世华,习晓环. 中国科学院大学学报. 2016(04)
[8]基于震后机载激光雷达点云的建筑物破坏特征分析[J]. 黄树松,窦爱霞,王晓青,袁小祥. 地震学报. 2016(03)
[9]结合点特征直方图的点云分类方法[J]. 张爱武,李文宁,段乙好,孟宪刚,王书民,李含伦. 计算机辅助设计与图形学学报. 2016(05)
[10]融合航空影像和LIDAR点云的建筑物探测及轮廓提取[J]. 程效军,程小龙,胡敏捷,郭王,张立朔. 中国激光. 2016(05)
博士论文
[1]机载LIDAR数据滤波与建筑物提取技术研究[D]. 王刃.解放军信息工程大学 2008
硕士论文
[1]基于高分辨率遥感影像数据的建筑物震害信息分类提取研究[D]. 甘甜.云南师范大学 2015
[2]面向对象的高空间分辨率遥感影像城市建筑物震害信息提取[D]. 黎小东.成都理工大学 2009
本文编号：3155274
【文章来源】：中国地震局地震预测研究所北京市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 相关国内外研究现状
1.2.1 点云提取建筑物震害研究现状
1.2.2 点云滤波研究现状
1.2.3 建筑物点云提取现状
1.3 研究内容与技术路线
1.4 全文组织结构
第二章 机载激光雷达技术
2.1 机载LiDAR系统组成
2.1.1 激光测距仪
2.1.2 机械扫描方式
2.2 机载LiDAR系统技术原理
2.3 机载LiDAR数据
2.4 本章小结
第三章 机载LiDAR点云数据处理
3.1 实验区域概况与数据
3.2 点云数据预处理
3.3 点云滤波
3.3.1 滤波原理
3.3.2 常用滤波方法
3.3.3 滤波精度评价
3.3.4 滤波算法比较与分析
3.4 本章小结
第四章 基于DBSCAN算法的LiDAR建筑物点云提取
4.1 阈值分割
4.1.1 特征选择
4.1.2 分割阈值确定
4.2 DBSCAN聚类算法
4.2.1 相关概念
4.2.2 DBSCAN算法描述
4.2.3 算法关键参数
4.3 实验与分析
4.3.1 分割特征参数分析
4.3.2 点云空间聚类
4.3.3 结果精度评价
4.3.4 方法验证
4.4 本章小结
第五章 基于面向对象方法的LiDAR建筑物点云提取
5.1 影像分割
5.1.1 基本概念
5.1.2 影像多尺度分割
5.1.3 最佳分割尺度选择
5.2 影像分类
5.2.1 对象特征
5.2.2 分类方法
5.3 实验与分析
5.3.1 分割尺度与特征选择
5.3.2 对象分类方法比较
5.3.3 精度评价
5.3.4 方法验证
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 研究成果与认识
6.2 存在不足与展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于无人机影像的九寨沟地震建筑物震害定量评估[J]. 袁小祥,王晓青,丁香,窦爱霞,王书民,丁玲. 中国地震. 2017(04)
[2]基于高分卫星遥感影像的地震应急滑坡编目与分布特征探讨——以2017年8月8日九寨沟7.0级地震为例[J]. 吴玮莹,王晓青,邓飞. 震灾防御技术. 2017(04)
[3]地震后机载LiDAR点云的地物区分方法研究[J]. 王金霞,窦爱霞,王晓青,黄树松,张雪华. 震灾防御技术. 2017(03)
[4]地震短期综合预报的一种思路[J]. 冯志生,王俊菲,沈红会. 国际地震动态. 2017(08)
[5]面向对象影像多尺度分割最大异质性参数估计[J]. 马燕妮,明冬萍,杨海平. 遥感学报. 2017(04)
[6]激光雷达森林参数反演研究进展[J]. 李增元,刘清旺,庞勇. 遥感学报. 2016(05)
[7]基于机载LiDAR数据的建筑屋顶点云提取方法[J]. 李亮,王成,李世华,习晓环. 中国科学院大学学报. 2016(04)
[8]基于震后机载激光雷达点云的建筑物破坏特征分析[J]. 黄树松,窦爱霞,王晓青,袁小祥. 地震学报. 2016(03)
[9]结合点特征直方图的点云分类方法[J]. 张爱武,李文宁,段乙好,孟宪刚,王书民,李含伦. 计算机辅助设计与图形学学报. 2016(05)
[10]融合航空影像和LIDAR点云的建筑物探测及轮廓提取[J]. 程效军,程小龙,胡敏捷,郭王,张立朔. 中国激光. 2016(05)
博士论文
[1]机载LIDAR数据滤波与建筑物提取技术研究[D]. 王刃.解放军信息工程大学 2008
硕士论文
[1]基于高分辨率遥感影像数据的建筑物震害信息分类提取研究[D]. 甘甜.云南师范大学 2015
[2]面向对象的高空间分辨率遥感影像城市建筑物震害信息提取[D]. 黎小东.成都理工大学 2009
本文编号：3155274
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