車載激光掃描數(shù)據(jù)的整合、分割與建模.pdf

1、在城市空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取與應(yīng)用服務(wù)追求快速性、準(zhǔn)確性、完整性、經(jīng)濟(jì)性的形勢(shì)下，激光掃描技術(shù)作為一種數(shù)據(jù)獲取手段，在測(cè)繪、交通、環(huán)保、城市規(guī)劃等領(lǐng)域得到了極大的應(yīng)用。集成了GPS（Global Positioning System 全球定位系統(tǒng)）、INS（Inertial Navigation System 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)）和線陣激光掃描儀等多種傳感器的車載激光掃描系統(tǒng)，在車輛正常行駛的過程中動(dòng)態(tài)采集數(shù)據(jù)，獲取目標(biāo)地物的空間信息。車載激光掃描

2、數(shù)據(jù)也稱作“點(diǎn)云”，從散亂的空間點(diǎn)云中快速、準(zhǔn)確的提取出有用的信息，并為數(shù)字城市建設(shè)提供快速有效的分析工具和三維景觀建模方法，是需要深入研究的內(nèi)容。本文以車載激光掃描數(shù)據(jù)的整合、分割以及建模為目標(biāo)，采用數(shù)字圖像處理技術(shù)與數(shù)字近景立體攝影測(cè)量技術(shù)，對(duì)多傳感器的標(biāo)定方法、基于車載激光掃描系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分割方法以及表面模型的快速構(gòu)建方法進(jìn)行了深入的研究，主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　 （1）針對(duì)車載激光掃描系統(tǒng)多傳感器集成的特點(diǎn)，研究系統(tǒng)

3、標(biāo)定方法。通過構(gòu)建了車載激光掃描系統(tǒng)的定位方程，利用羅德里格矩陣的方法求解出標(biāo)定參數(shù)，完成誤差分析，并設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)整合的原型與系統(tǒng)。
　　 （2）針對(duì)車載激光掃描系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn)，將城市場(chǎng)景中的地物分為四大類，即路面、建筑物立面、獨(dú)立地物以及隧道；針對(duì)主要地物的空間分布特征，采用適宜的分割方法：對(duì)于路面，根據(jù)激光掃描儀等角度獲取數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，論文采用等角度投影密度分割的方法；對(duì)于建筑物立面，論文先根據(jù)建筑物在街道場(chǎng)景中的分布

4、特征進(jìn)行了粗分割，然后利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的原理分割出建筑物立面；
　　 對(duì)于獨(dú)立地物，論文采用生成最小生成樹的方法，分析散亂點(diǎn)的空間分布關(guān)系，從而完成對(duì)獨(dú)立地物的分割；對(duì)于隧道地物，論文利用統(tǒng)計(jì)、分析每條掃描線中有效點(diǎn)率，通過劃分閾值的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道的提取。
　　 （3）針對(duì)基于車載激光掃描數(shù)據(jù)的表面模型構(gòu)建方法展開研究。線陣車載激光掃描儀垂直于車輛行進(jìn)方向動(dòng)態(tài)采集數(shù)據(jù)，每條掃描線數(shù)據(jù)相當(dāng)于地物的一個(gè)橫斷面，對(duì)相鄰掃描線構(gòu)