基于车载LIDAR系统的建筑物立面纹理映射

发布时间：2017-05-11 20:08

  本文关键词：基于车载LIDAR系统的建筑物立面纹理映射，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：车载LIDAR系统作为一种新兴的快速发展的地理信息获取技术,为三维城市甚至是智慧城市的构建提供了新的技术手段,它可以快速并准确的获取数据,从而成为诸多学者研究的热点。文章紧紧围绕基于车载LIDAR系统在三维城市中建筑物立面纹理映射这一主题,详细介绍了车载LIDAR系统的发展及建筑物纹理映射的研究现状,阐述了美国天宝公司的Trimble MX2车载激光扫描系统的组成、基本原理及点云数据的特点和处理流程,并基于MX2的测量数据研究了建筑物点云提取、CCD影像的获取和处理、点云数据与影像数据的配准。本文主要的工作内容如下:(1)阐述了车载激光扫描系统的组成和原理,点云坐标的转换与影像的获取,分析了点云数据的特点。介绍了现有建筑物立面纹理获取的技术,归纳和分析其中的问题。(2)在点云规则格网表达的特性上,提出了一种改进的格网滤波算法,设置格网投影密度和高程差异两个特征值,对点云进行提取,并通过实验证明该方法有效。(3)在影像处理中采用图像学方法对CCD影像处理,对获取的影像采用K-means聚类分析算法进行聚类分割,并采用数学形态学的方法使其边缘更加细致和平滑,得到可以与点云数据相匹配的影像数据;对于被树木等遮挡物遮挡严重的特殊情况提出一种基于格网的色调值方法去除遮挡物。(4)介绍纹理重建即纹理映射的原理,利用车载LIDAR系统的POS数据和各个传感器间的固定几何关系建立影像与激光点云之间的一一对应关系,实现了激光点云和单片影像的配准。通过实验表明能够实现点云数据的纹理映射。
【关键词】：车载激光扫描系统 点云提取 立面纹理 纹理映射
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P237
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 课题的提出10-11
• 1.2 国内外研究现状11-20
• 1.2.1 车载LIDAR系统研究现状12-14
• 1.2.2 建筑物立面纹理映射研究现状14-20
• 1.3 研究内容20-21
• 1.4 技术路线21-22
• 2 TrimbleMX2车载LIDAR系统及数据处理22-32
• 2.1 Trimble MX2车载激光扫描系统组成22-26
• 2.1.1 定位定姿系统23-24
• 2.1.2 激光扫描系统24
• 2.1.3 全息影像系统24-25
• 2.1.4 操作控制系统25-26
• 2.2 MX2车载激光扫描原理26-28
• 2.2.1 激光扫描系统坐标系介绍26-27
• 2.2.2 激光扫描系统坐标转换27-28
• 2.3 MX2点云及影像处理流程28-29
• 2.4 车载点云数据及特点29-30
• 2.5 本章小结30-32
• 3 点云的建筑物几何框架重建32-44
• 3.1 引言32
• 3.2 点云滤波及分割原理介绍32-34
• 3.2.1 点云数据的表达形式32-33
• 3.2.2 点云数据预处理33-34
• 3.2.3 点云滤波及分类34
• 3.3 改进的格网法建筑物点云提取34-39
• 3.3.1 点云平面投影35-37
• 3.3.2 特征权值计算37-39
• 3.4 建筑物几何框架模型重建39-40
• 3.4.1 面片拓扑关系39-40
• 3.4.2 几何框架模型构建40
• 3.5 实验与结果40-42
• 3.6 本章小结42-44
• 4 立面纹理的提取与处理44-60
• 4.1 引言44
• 4.2 纹理信息的提取44-47
• 4.2.1 影像纹理搜索45-46
• 4.2.2 最佳影像的选取46-47
• 4.3 最佳影像的图像学处理47-53
• 4.3.1 影像分割理论介绍47-49
• 4.3.2 基于K-means聚类分析的图像分割49-52
• 4.3.3 形态学处理52-53
• 4.4 实验与结果53-57
• 4.4.1 图像分割实验结果54-56
• 4.4.2 数学形态学处理结果56-57
• 4.4.3 对比分析结果57
• 4.5 基于色调的遮挡物去除法57-59
• 4.6 本章小结59-60
• 5 纹理映射60-70
• 5.1 引言60
• 5.2 纹理重建原理60-66
• 5.2.1 空间转换61-62
• 5.2.2 影像配准62-66
• 5.3 三维模型纹理粘贴66
• 5.4 实验与结论66-67
• 5.5 精度分析67-68
• 5.6 本章小结68-70
• 6 总结与展望70-72
• 6.1 总结70-71
• 6.2 展望71-72
• 参考文献72-76
• 作者简历76-78
• 学位论文数据集78

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