基于原始LiDAR点云TIN模型的建筑物自动提取

提出一种基于原始LiDAR点云不规则三角网模型的多层结构建筑物激光点自动提取方法。利用TIN模型的空间特性对地面、非地面(建筑物、非建筑物)激光点进行判断,最终获得各个独立建筑物的激光点数据。通过对3组不同特征的城市区域的实验验证,结果表明本文方法能精确地完成建筑物激光点的自动提取,且不需要任何人工干涉或其他辅助数据支持。     

机载LiDAR点云的多层建筑物三维轮廓模型自动重建

以机载LiDAR点云数据为研究对象,提出一种新的基于点云数据的多层建筑物三维轮廓模型高精度自动重建方法。在已完成建筑物结构提取及轮廓规则化处理的基础上,利用多层屋顶轮廓在水平投影面内的相邻关系,将各层屋顶中同等级屋顶的相邻关系概括为平行边、不平行且不相交、相交3种相邻形式,结合多层屋顶的层级结构信息对相邻轮廓边界进行一致性处理。实验证明本文方法可以进一步消除多层建筑物各屋顶轮廓的规则化处理误差,使相邻轮廓边界在水平投影面内严格重合,同时重建后建筑物三维轮廓模型的正确性与完整性较高,拐点的定位精度优于激光点平均间距。     

建筑物LiDAR点云的屋顶边界提取

提出了一种建筑物LiDAR点云的屋顶边界提取方法.首先构建了离散的建筑物屋顶LiDAR点的TIN模型,在TIN模型中根据点的空间几何关系,过滤整个三角网的边界线,从而过滤出初始边界点.在初始边界点构成的边界中,过滤出边界斜率变化显著的点作为拐点.利用所有的屋顶LiDAR点将拐点扩展,得到边界的扩展点,由扩展点构成的屋顶边界为最终提取的建筑物屋顶边界.     

基于机载LiDAR数据的建筑物轮廓提取

建筑物轮廓作为建筑物三维重建的重要元素,在建立智慧城市和数字城市中至关重要。本文针对从机载激光雷达点云中提取建筑物轮廓数据处理的点云滤波、建筑物屋顶面提取、建筑物轮廓提取,以及提取精度评定各环节存在的一些问题,提出了一种综合区域生长改进算法、三维Hough变换算法和α-shape算法的建筑物轮廓提取方法。该方法在对机载LiDAR点云数据去噪的基础上,首先利用改进的区域生长算法滤波地面点,并基于地物点到地面的归一化高程特征通过高度阈值去除高度较为低矮的地物点;再基于三维Hough变换算法从剩余建筑物和高大树木点云中提取建筑物平面;最后使用α-shape算法提取建筑物的轮廓信息。对使用RIEGLVQ-1560i机载激光雷达测量系统扫描的某城区点云数据进行计算,通过匹配度、形状相似度和位置精度等评价指标对提取的建筑物轮廓进行精度评定。结果表明,综合区域生长改进算法、三维Hough变换算法和α-shape算法的建筑物轮廓提取方法可以准确提取建筑物的轮廓信息,对于大范围的建筑物轮廓提取具有稳定性和普遍适用性。     

基于机载LiDAR的建筑物轮廓线提取

建筑物轮廓线作为建筑物建模的基础数据,其精确获取成了点云研究者的重点研究内容。本文以原始点云数据为基础,探究点云数据中建筑物轮廓线的提取流程,采用渐进三角网滤波实现地面点与地物点的分离,利用22种特征向量训练随机森林获取建筑物点云,最后以方向约束的随机抽样一致算法（RANSAC）实现建筑物轮廓线规则化提取。实验表明,本文算法可实现轮廓线的精确提取,与实际屋顶边缘偏差稳定在较低水平,可满足现实需求。     

机载激光点云中电力线的自动提取与重建

针对传统电力线点云自动提取方法在抗差性、准确性上的不足,文中从输电线路走廊中不同地物点云的空间特征差异出发,提出一种新的基于激光点云的电力线自动提取与重建方法.此算法利用栅格化处理和拟合残差判别提取电力线候选点云,通过双重K-means算法实现电力线重建.利用4组实际输电线路点云进行可行性试验.试验结果表明,方法对电力...     

基于机载LiDAR的电塔点云提取与重建

基于机载激光雷达点云,提出一种综合点云预处理、地面点滤波、电塔点云定位获取以及电塔结构线建模的电塔点云提取与重建方法.该方法首先对电力线路点云进行去噪等预处理,再使用渐进三角网滤波去除地面点,然后在电力线路分段的基础上,通过高程连通性定位电塔所在分段,再将电塔分段点云投影到水平面上并结合密度聚类算法和高程差特性对电塔聚...     

基于体元的机载LiDAR点云数据建筑物提取算法

针对目前机载LiDAR点云数据存在的数据组织效率低下以及不利于查询等问题,本文提出了一种基于体元的建筑物提取算法。首先,构建体元模型实现机载LiDAR数据的真三维描述;然后,计算局部邻域曲面拟合残差,将残差最小的体元视作种子体元;最后,根据局部邻域法向量夹角准则来实现种子体元的区域增长,从而获得建筑物点。本文选取ISPRS公开的点云滤波测试数据中的8种复杂场景进行实验,实验结果表明:本文算法不仅原理简单、容易实现,而且具有较好的鲁棒性,不会受地形以及建筑物类型和尺寸的限制,Kappa系数达到80%以上,实现了复杂场景下建筑物的提取。     

基于高程突变TIN的改进机载LiDAR点云滤波算法

在研究高程突变TIN的滤波算法基础上,对该算法进行了改进。首先,进行粗差剔除,之后以Mean Shift算法进行点云分类,并分块构造D-TIN,分别设置动态坡度阈值;最后,对滤波结果进行定性与定量分析。实验表明:改进的算法能够有效地滤除原算法中不能滤除的植被及其他地物,提高了滤波的准确性。     

Automatic Building Extraction from Image and LiDAR Data with Active Contour Segmentation

Automatic building extraction is an important topic for many applications such as urban planning, disaster management, 3D building modeling and updating GIS databases. Its approaches mainly depend on two data sources: light detection and ranging (LiDAR) point cloud and aerial imagery both of which have advantages and disadvantages of their own. In this study, in order to benefit from the advantages of each data sources, LiDAR and image data combined together. And then, the building boundaries were extracted with the automated active contour algorithm implemented in MATLAB. Active contour algorithm uses initial contour positions to segment an object in the image. Initial contour positions were detected without user interaction by a series of image enhancements, band ratio and morphological operations. Four test areas with varying building and background levels of detail were selected from ISPRS’s benchmark Vaihingen and Istanbul datasets. Vegetation and shadows were removed from all the datasets by band ratio to improve segmentation quality. Subsequently, LiDAR point cloud data was converted to raster format and added to the aerial imagery as an extra band. Resulting merged image and initial contour positions were given to the active contour algorithm to extract building boundaries. In order to compare the contribution of LiDAR to the proposed method, the boundaries of the buildings were extracted from the input image before and after adding LiDAR data to the image as a layer. Finally extracted building boundaries were smoothed by the Awrangjeb (Int J Remote Sen 37(3): 551–579.  https://doi.org/10.1080/01431161.2015.1131868, 2016) boundary regularization algorithm. Correctness (Corr), completeness (Comp) and accuracy (Q) metrics were used to assess accuracy of segmented building boundaries by comparing extracted building boundaries with manually digitized building boundaries. Proposed approach shows the promising results with over 93% correctness, 92% completeness and 89% quality.     

机载LiDAR点云数据的建筑物重建研究

提出了利用机载LiDAR点云数据进行复杂平面建筑物重建的方法。首先,将提取出的建筑物点云聚类到不同的平面点集;然后,对各个平面点集进行平面拟合,采用平面相交确定平面边界,并解算出各平面边界角点的三维坐标,从而重建建筑物模型。某区域的机载LiDAR点云数据的实验结果表明,该方法能有效地重建出较复杂的平面建筑物。     

基于LiDAR数据的建筑物自动提取方法的比较

简述三种典型的利用LiDAR点云自动提取建筑物的方法.提出对建筑物提取结果的精度评价指标,并对三种方法的提取结果进行比较.结果表明摹于Dempster-Shafer理论的建筑物自动提取方法最为稳健.     

基于边缘检测算法的LiDAR数据建筑物提取

LiDAR技术可以快速获取地形表面高精度3维信息。基于LiDAR数据提取建筑物目标是这一技术的重要应用之一。探讨了一种基于LiDAR点云数据生成不同比例尺的DSM深度影像,然后利用边缘检测算子提取建筑物边缘的方法。实验证明,该方法不需要其他辅助数据,可以从LiDAR点云数据中提取建筑物边缘,并滤除了许多干扰信息。这种方法为基于LiDAR数据提取建筑物目标提供了新的思路。     

基于边缘检测算法的LiDAR数据建筑物提取

LiDAR技术可以快速获取地形表面高精度3维信息。基于LiDAR数据提取建筑物目标是这一技术的重要应用之一。探讨了一种基于LiDAR点云数据生成不同比例尺的DSM深度影像,然后利用边缘检测算子提取建筑物边缘的方法。实验证明,该方法不需要其他辅助数据,可以从LiDAR点云数据中提取建筑物边缘,并滤除了许多干扰信息。这种方法为基于LiDAR数据提取建筑物目标提供了新的思路。     

基于LiDAR点云的等高线批量自动提取

等高线是地图上最广泛的地貌表示方法之一,目前,生产实际中,大范围区域的等高线通常使用传统的航测内业方法获得,即经过空三加密后在立体采集设备上采集,不仅费时费力,还要受到天气等多种因素的影响。利用Li DAR技术进行等高线提取,能大幅度提高航测成图作业的生产效率,减少生产环节,缩短生产周期,本文在EPS软件的基础上,对基于Li DAR数据的等高线提取方法进行了改进,并针对大数据量批量处理研究,实验结果证明,使用本文的方法进行大范围等高线自动提取,在保证精度质量的前提下大幅度提高了等高线制作的效率。     

基于LiDAR数据的DEM和矢量自动提取探讨

近年来LiDAR技术发展迅速,应用潜力巨大.基于TerraSolid软件环境,简要介绍了LiDAR数据的分类,在此基础上,重点讨论了LiDAR数据的DEM和矢量自动提取的相关问题.由LiDAR数据生成的DEM精度较高.但矢量自动提取还未到实用阶段.     

改进GAC模型在点云和影像自动提取建筑物边界中的应用

以自动生成测地线活动轮廓(geodesic active contour,GAC)模型的初始曲线及改进其外力为出发点,提出一种基于LiDAR点云和随机影像数据,利用改进的GAC模型进行建筑物边界提取的方案。首先利用形态学交替序贯滤波自动获得模型演化的初始曲线;进而利用LiDAR深度梯度影像改进模型演化的外力,得到了改进的测地线活动轮廓(improved geodesic active contour,IGAC)模型。仿真试验表明,采用IGAC模型,可抑制弱边界泄漏,并提高建筑物边界提取的完整性和形状精确度。     

机载LiDAR点云数据中电力线的提取方法研究

提出了一种基于机载LiDAR点云数据的电力线提取方法。首先在进行LiDAR数据滤波的基础上,分离地面点与非地面点;然后针对非地面点采取一种基于角度的滤波方法,分离非地面点中的植被点与电力线点,对电力线点,采用二维Hough变换进一步分离各条电力线点;最后使用双曲余弦函数模型,对单条电力线进行曲线拟合。实验结果表明,该方法能够从LiDAR点云数据中较完整地提取出电力线点,电力线点提取正确率达96.2%,并能够对电力线走廊进行三维重建。