利用原始激光雷达点云数据提取渐进式建筑物轮廓线

建筑物是城市三维建模的重要元素,其轮廓信息的提取既是难点又是重点。本文提出了原始激光雷达点云数据的渐进式建筑物轮廓线提取方法。首先对原始点云数据采用渐进数学形态学滤波分离非地面点;然后使用改进的三维Hough转换分类出建筑物点云;进一步提取建筑物轮廓点,并根据相邻点方位角阈值确定建筑点云轮廓的关键点,以此简化并拟合建筑物轮廓线;最后基于轮廓线长度加权方向将建筑物轮廓规则化。结果表明,该方法大大提高了点云处理的效率和精度,可以直接从采集到的初始数据中自动化渐进式得到建筑物轮廓线信息。同时该方法对解决中小城镇建筑物体积小,距离近和屋顶坡度较大等问题具有较好的效果。     

感知编组下的高分辨率影像建筑轮廓正则化方法

针对经典的建筑物边界正则化方法(如最小外接矩形法和角点拟合法)无法适用于高分辨率遥感影像中形状复杂的建筑区域,该文提出了一种基于感知编组的建筑物轮廓正则化处理方法。基于道格拉斯-普克算法对粗提取的建筑物进行多边形简化,利用关键点信息进行分组最小二乘直线拟合,在建筑物主导方向约束下利用感知编组算法进行各个线段的连接与重构。实验结果表明,该文正则化处理方法在建筑物轮廓的准确性、规整程度及最终精度均得到提高,能真实、准确地反映建筑物的真实形状。     

基于水平截面法的树木点云精细分割研究

本文提出了水平截面法精细分割树木点云的方法。首先根据点云数据在XOY平面内建立二维格网,求取每个格网内点云数据高度的均值,根据格网内点云数据的高度阈值滤除地面点云和低矮地物点云数据;其次对滤除地面和低矮地物的点云运用八邻域算法提取树木点云,运用水平截面法对树木分层处理,求取每一层树木点云的轮廓线;再次将轮廓线连成多边形,求取多边形的最小外接圆的圆心,运用最小二乘直线拟合算法对各层圆心进行直线拟合,根据拟合直线与地面的交点,可以求取树木的精确位置;最后根据距离最近的原理,对树木进行了精细分割。实验表明:本文研究的方法可以较好的实现树木点云的提取,避免了传统方法设置参数过多的弊端。     

端到端堆叠沙漏网络的遥感影像建筑物轮廓重构

针对如何以端到端可训练的方式重构建筑物轮廓的问题,本文提出了一种端到端多残差模块堆叠沙漏网络的建筑物轮廓重构方法。首先,采用多残差模块堆叠沙漏网络提取建筑物角点和边缘特征;其次,利用角点检测模块匹配对应角点的相对位置,以获取候选角点;然后,通过线段采样将候选角点生成候选轮廓线;最后,线验证模块利用候选线段及多残差模块堆叠沙漏网络得到特征图,并验证每个线段是否为建筑物轮廓线,以获得建筑物轮廓重构结果。试验结果表明,在SpaceNet建筑物数据集上,本文方法能检测出建筑物角点及边缘,并有效实现了以端到端可训练的方式重构建筑物轮廓。     

基于Hough变换的航空影像建筑物半自动提取

针对Hough变换不能检测直线段的缺点,提出了一种改进的Hough变换用于影像中矩形建筑物的半自动提取。同传统Hough变换相比,改进的Hough变换充分利用了Hough变换的参数空间数据,将Hough变换的“投票”过程和直线段的检测过程融为一体,获得直线段的端点坐标。根据直线段的端点坐标消除虚假直线段的过连接,并根据直线段的角度、距离条件合并直线段。最后通过直线段上的若干点利用最小二乘法拟合出一条最佳直线,通过计算最佳直线的交点确定建筑物的角点坐标,完成影像中建筑物的半自动提取。实验结果表明:用改进的Hough变换算法提取出的航空影像中建筑物边缘结果是正确的,定位精度较高。     

LiDAR点云与影像相结合的建筑物轮廓信息提取

分析机载LiDAR点云与影像数据特点,提出了一种建筑物点云与配准后影像相结合的建筑物轮廓信息提取方法。首先,采用α-shapes算法从点云中提取粗糙的建筑物轮廓多边形;然后,采用基于线支撑区域的直线段提取算法从影像中提取边缘信息,并利用投票机制,以点到直线的距离为因子,从中过滤出真实的建筑物边界;最后,提出一种建筑物轮廓精化的新方法,利用从影像中提取的边缘信息修正从点云中提取的粗糙轮廓,并对修正后的轮廓采用道格拉斯-普克算法去除冗余节点,采用强制相交方法恢复建筑物转角,最终得到了准确的建筑物外轮廓多边形,并通过实验验证了该方法的有效性。     

建筑物侧面轮廓线约束的高分辨率遥感影像建筑物高度估算方法

针对现有利用阴影长度法提取建筑物高度时存在的阴影间相互遮挡问题,提出了一种基于建筑物侧面轮廓线进行建筑物高度估算的新方法。首先,利用RPC模型计算建筑物像点位移的方向与卫星成像角度,再将遥感影像进行旋转,使建筑物像点位移沿水平方向;然后,利用Canny算法进行轮廓检测,并构建一定长度的矩形形态学结构元素,对轮廓图像进行形态学开运算,以提取侧面轮廓线,再利用Hough变换与建筑物角点约束,对所提取的轮廓线进一步筛选;最后,根据卫星侧视成像时建筑物高度与像点位移的几何关系进行建筑物的高度估算。利用实际的高分辨率卫星影像对本文方法进行了验证,并与阴影法估算建筑物高度进行了对比。试验结果证明,利用建筑物侧面轮廓线进行建筑物高度估算平均误差可以达到0.7 m,且实际精度优于使用阴影法进行建筑物高度估算。     

直线段检测算法在机载LiDAR建筑物轮廓线提取中的应用

针对机载LiDAR点云数据提取建筑物轮廓线耗时多且精度不高的问题,本文提出了一种基于直线段检测(LSD)的机载LiDAR建筑物轮廓线提取方法。该方法首先对已分类的建筑物点云进行栅格化得到二值图;然后对二值图进行膨胀、腐蚀操作,消除二值图中因栅格化产生的空洞;最后利用LSD算法进行直线检测获取规则的建筑物轮廓线。经过实测数据的验证,本文方法可以检测到亚像素级的建筑物轮廓线,与传统的Canny算法相比能够提高约50倍的效率。     

影像辅助下LiDAR数据建筑物轮廓信息提取

针对复杂场景中提取的建筑物外轮廓锯齿状变形及精度不高等问题,提出了一种新的轮廓信息提取方法。在综合利用LiDAR数据及影像特征的基础上,建立轮廓线提取候选区,计算候选点的方向、梯度及高边点信息,引入基于活动轮廓的图割算法(graph cuts based active contour model,GCBAC)构建并解算轮廓线能量函数,实现建筑物轮廓信息的精确提取。通过3个具体实例证明了该方法的有效性和可行性。     

一种MBR约束下的高分光学影像直角建筑物提取与标绘方法

针对高空间分辨率遥感影像中建筑物信息提取与标绘问题,提出了一种MBR约束下的高分光学影像中直角建筑物信息提取与标绘方法。首先采用多尺度影像对象分割与CART决策树分类技术,提取影像中的建筑物区域;其次用Candy算子提取出建筑物的粗轮廓,并将其转化为点集形式表示;然后通过轮廓点集计算建筑物最小外包矩形（MBR）,对建筑物的轮廓进行分段拟合与优化;最后通过交点方向决策器确定建筑物的角点,依次连接各角点实现建筑物的标绘。通过计算建筑物的面积与周长,确定周长相对精度为93.3%,面积相对精度为96.1%,本文方法可以有效提高建筑物的标绘精度。     

无人机机载MiniSAR在围填海监测中的应用探索

围填海是人类开发利用海洋的主要方式,为沿海经济发展提供了发展空间,因此对围填海活动的监管也提出了新要求。近年来,无人机机载合成孔径雷达(SAR)技术发展迅速,成为全天时、全天候数据获取的重要手段,开展无人机机载MiniSAR在围填海监测中的应用研究,将有效拓展围填海监测手段,本文集成构建了无人机MiniSAR系统,利用该系统开展了海南省海花岛周边海域的监测应用,验证了其在围填海监测应用中的适用性。     

GIS支持下的土地资源环境承载力评价——以荣成市为例

随着人类生产活动的日益加剧,土地资源环境已逐渐成为制约社会经济发展的主要因素。基于荣成市土地资源环境要素,利用层次分析法构建了区域土地资源环境承载力评价体系。对土地资源进行基础性评价,在GIS技术支持下计算各项指标分值,并得出承载状态压力指数;在基础性评价结果的基础上,对水资源、生态条件与环境质量进行修正性评价。结果显示,荣成市土地资源环境基础性评价为可载,基于水资源系统的综合承载状态为临界,基于生态条件与环境质量系统的综合承载状态为可载。     

基于服务式GIS的燃气管网信息平台设计与实现

基于现有的数字天津地理空间框架,依托服务式GIS技术,设计并开发了天津能源燃气管网地理信息系统,实现了对全市燃气基础信息的全面可视化管理,为专业部门的设施管理、分析和决策提供服务。     

无人机遥感正射影像质量评价研究

无人机低空遥感摄影是获取地理环境信息的重要手段,凭借其机动灵活、高效快速、成本低廉等特点,无人机获取低空遥感影像的方式,具备了其他影像获取方式不可比拟的优势。本文根据正射影像成果质量要求,分析了无人机低空遥感正射影像质量控制的环节和关键要素,建立了较为全面、合理的质量评价体系,提高了无人机遥感影像质量评定的效率。     

RTK无验潮水深测量误差分析及控制方法

实时动态(real time kinematic,RTK)无验潮水深测量技术已成为海洋测绘发展的方向。从RTK无验潮水深测量原理和误差来源入手,定性与定量分析了高程拟合误差、波浪引起的误差、仪器测量误差、定位时延以及仪器安装等误差对成果精度的影响,指出选择恰当的拟合模型是控制高程拟合误差的关键,安装姿态传感器可以削弱波浪引起的误差,提出测量前对换能器连接杆进行垂直度测量、采用双频接收机和PPS等控制方法可以有效减小测量误差。结合实践提出减小RTK无验潮水深测量精度四点建议,为RTK无验潮水深测量技术的推广应用提供参考。     

国土资源综合业务系统的设计与实现

为适应土地管理的信息化需求,提高国土资源管理效率,本文通过整合基础测绘和国土资源各项数据,建设了地籍信息数据库。密切结合国土分局的需求,在对系统现状、应用环境、体系结构需求、功能需求等充分研究的基础上,运用各种先进的技术手段,设计并开发国土资源综合业务系统。系统实现了对多源数据的一体化管理、高效快捷的数据查询和输出及权限管理科学化,为国土资源管理信息化、规范化、科学化奠定了基础。     

一种基于实景地图的地下管网表达研究

随着地理信息研究的范围从地表覆盖延伸至地下空间,地下管网的表达和分析成为当前研究的热点。以符号化表达为主的传统地图在地物表达时不够生动直观,本文尝试将地下管网与实景地图相结合,提出了一种基于实景地图的表达方法,研究了线路路由、视口同步和嵌入方式等关键技术并加以实现。实验证明该方法具有较好的表达效果,能够为用户提供更多、更好的地理信息服务。     

基于FME实现CAD向GIS数据转换的关键技术研究

针对CAD数据与GIS数据的转换问题,本文探讨了CAD图层与GIS图层对应关系、CAD块转换、CAD注记转换、CAD扩展属性转换和CAD面转换5个技术点,研究成果应用于多个项目中,为实现CAD数据与GIS数据的转换提供了技术思路与技术指导。     

倾斜摄影三维成果的检查编辑方法设计与实现

倾斜摄影三维成果作为新兴的科技产品,其个别区域的模型精准度存在一定偏差,影响了总体的三维效果和精度。本文通过构建倾斜摄影三维成果的检查与编辑流程,阐述了在.Net环境下进行三维检查与编辑的方法,并给出了具体的实现方式。     

北辰区网格化社区管理服务平台建设

以北辰区网格化社区管理服务平台建设为例,着重论述了平台的数据构成、系统总体架构、系统功能结构和涉及的关键技术,探索了一条区级范围内网格化社区管理新模式,实践证明该模式具有较高的推广应用价值。