基于机载LiDAR点云数据的DEM提取研究

发布时间：2017-07-30 12:14

  本文关键词：基于机载LiDAR点云数据的DEM提取研究

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【摘要】：地形测量是一项基础性工作,在工程建设中具有很重要的意义。近些年来,传统的测量手段已经无法满足某些行业高效率、高安全性的要求。激光扫描技术是测绘高新技术的代表之一,具有扫描范围广、适用性强等优势。将机载激光雷达测量技术应用在地形测量,可以比较好的解决上述问题,更好的发挥该技术的优势。本文主要通过对机载激光雷达数据进行滤波和数据内插处理,滤除地物点和噪点,提取出地面点构建DEM。在分析现有滤波算法的基础上,重点研究了张小红的移动曲面拟合法滤波,指出了其不足,在其基础上提出了改进：首先采用两级虚拟格网的数据组织方式,一级格网作为数据处理的基本单位,二级格网作为选取地面种子点的基本单位；选取种子点时加入判断机制,提高种子点的可靠性；采用二次曲面拟合局部地表,以拟合高程差和点到曲面距离为约束条件进行两次迭代筛选地面点；最后阈值设定为种子点高程均值的倍数,一定程度上提高了自适应性。最后基于格网采用反距离加权进行点云数据内插。本文采用三组实验数据分别进行滤波实验,对滤波结果进行定性和定量分析,表明了本文滤波算法在平坦区域、地形变化较大的区域和建筑物区域均具有比较好的效果,算法对于地形的适应性优于移动曲面拟合法；然后通过划分格网对滤波后的结果进行了数据内插,填补了数据的空洞；最后提取出了三组数据的DEM。
【关键词】：LiDAR 滤波 曲面拟合 最小二乘法
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P217;P237
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 研究背景9
• 1.2 研究目的及意义9-10
• 1.3 国内外研究现状10-15
• 1.3.1 机载LiDAR系统发展现状10-13
• 1.3.2 滤波技术研究现状13-14
• 1.3.3 数据内插技术研究现状14-15
• 1.4 论文研究内容与组织结构15-16
• 2 机载激光雷达系统16-29
• 2.1 机载激光雷达系统组成16-19
• 2.2 机载激光雷达对地定位原理19-20
• 2.3 机载激光雷达技术与传统摄影测量和INSAR的比较20-21
• 2.4 机载激光雷达数据21-29
• 2.4.1 数据格式21-23
• 2.4.2 数据特点23-25
• 2.4.3 数据组织方式25-29
• 3 机载LiDAR点云滤波算法及改进29-41
• 3.1 机载LiDAR点云滤波算法29-32
• 3.2 基于移动曲面拟合算法的改进32-41
• 3.2.1 算法综述32-35
• 3.2.2 划分多级虚拟网格35
• 3.2.3 获取种子点35-36
• 3.2.4 曲面拟合36-38
• 3.2.5 曲面约束筛选地面点38-40
• 3.2.6 设定阈值40-41
• 4 LiDAR点云数据内插41-44
• 4.1 现有点云数据内插算法41-42
• 4.2 基于虚拟格网的反距离加权插值42-44
• 5 实验与分析44-58
• 5.1 实验数据44-46
• 5.2 滤波算法实验结果与分析46-53
• 5.2.1 实验结果46-47
• 5.2.2 定性分析47-51
• 5.2.3 定量分析51-53
• 5.3 内插实验结果与分析53-56
• 5.3.1 实验结果53-54
• 5.3.2 实验结果分析54-56
• 5.4 生成DEM56-58
• 6 结论与展望58-60
• 6.1 结论58-59
• 6.2 展望59-60
• 参考文献60-63
• 作者简历63-65
• 学位论文数据集65

【参考文献】

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本文编号：594174