学原理和TerraScan的Lidar点云数据分类方法研究

国家海洋局第一海洋研究所硕士学位论文基于数学形态学原理和TerraScan的Lidar点云数据分类方法研究姓名：刘文申请学位级别：硕士专业：环境科学指导教师：周兴华;张卫红20080601基于数学形态学原理和TerraScan的Lidar点云数据分类方法研究作者：刘文学位授予单位：国家海洋局第一海洋研究所相似文献(7条)1.期刊论文李杰.刘文.周兴华.LIJie.LIUWen.ZHOUXing-hua基于数学形态学原理的Lidar点云数据分类在植被信息分离中的应用-海岸工程2009,28(1)激光雷达(Lidar)的自身优势使其越来越受到广泛地的应用,然而点云数据分类工作制约了Lidar技术的进一步发展.介绍了基于数学形态学原理的点云数据分类方法,重点分析了植被信息的分离,并将实验结果同使用TerraScan软件分类的结果进行比对,可以得出基于数学形态学原理的分类方法的操作原理与过程简单实用,有较强的可控性,具有进一步开发的潜力,同时也存在一些问题和缺陷需进一步研究.2.期刊论文罗伊萍.姜挺.龚志辉.江刚武.陈文锋基于自适应和多尺度数学形态学的点云数据滤波方法-测绘科学技术学报2009,26(6)数学形态学滤波是从激光雷达(LIDAR)点云数据中识别地面点、创建数字高程模型的一种重要方法.在分析现有滤波方法的优劣性以及数学形态学滤波方法存在的问题的基础上,提出一种改进的、多尺度的、具有一定自适应性的数学形态学滤波算法.该方法通过构建一个粗糙的地面不规则三角网(TIN)来确定实验区域的地形特征,从而选择恰当的地形坡度参数,用于多尺度数学形态学滤波中高差闻值的计算.将每次迭代前后高差小于阈值的点划分为地面点,同时保留地面点的高程值用于下次的迭代计算.实验结果表明该方法能够有效识别地面点和地物点,并且保留地形的细节信息.3.学位论文赵旦基于MicroStation的机载激光雷达数据处理试验研究2009机载激光雷达AirborneLiDAR(AirborneLightDetectionandRanging)技术已经受到越来越多的关注，应用领域也日趋广泛。作为信息获取领域的新兴技术，机载激光雷达技术不仅能快速获取高程数据，且在遥感测图及其他领域也取得了一系列技术突破，在地形测绘、水利规划、三维城市建模、林业监测、公路勘测设计等诸多领域具有广泛的应用前景。随着机载激光雷达硬件系统的快速发展，其获取的点云数据(Pointcloud)也变得更加精确，同时也更加海量，因此，如何快速高效地处理海量的激光雷达点云数据是数据后处理的主要任务之一。本文介绍的TopLiDAR软件是一套自主开发完成的基于MicroStation的机载激光雷达数据处理试验软件，系统能快速存取和显示海量点云数据，并且提供了基于数学形态学的自动滤波分类功能以及交互编辑功能。软件在VisualC++6.0系统环境完成，并结合了MicroStation的二次开发语言MDL(MicroStationDevelopmentLanguage)的大量库函数。在海量点云数据的快速存取和显示方面，TopLiDAR采用了自定义数据格式并结合MDL数据格式的方式，因此MicroStation系统可以更好地处理这些嵌入式的数据，高效率地执行很多繁杂的操作；在点云数据自动滤波分类方面，TopLiDAR提供了基于数学形态学的滤波分类方法进行滤波分类处理；在交互编辑方面，TopLiDAR的交互编辑总体上可以分为两类：点编辑和面编辑。经过实际试验，TopLiDAR软件系统用于机载激光雷达点云数据处理取得了较为理想的结果。本文的开发试验为进一步优化及改进TopLiDAR软件系统打下了良好的基础，预期将有广泛的应用前景。4.期刊论文贾玉明.JiaYumingLIDAR机载激光雷达数据制作DEM原理及应用-广东输电与变电技术2007(5)基于数学形态学的方法,介绍了如何在激光雷达点云数据中滤除植被点和建筑物等局部较高点数据而保留用以构建DEM的地面点三维数据,并通过实例介绍了在架空线路测量中利用激光点云数据制作DEM的过程.5.学位论文李俊洪浮雕三维扫描及雕刻路径生成系统的研究2007随着科技的发展，高速三维扫描及数字化系统在反求工程中发挥着巨大作用．高速三维扫描仪已在许多领域得到应用，取得良好效果，并缩短了产品的研究和制造周期。本课题针对浮雕测量面积大，精度要求不是很高的特点，选择光切法作为测量方法。针对扫描点云数据的特点，采用双轴控制技术，基于现有数据处理算法，在实际数据处理中尝试了一些新方法，并提出了一些新的算法。本文共分为七章，主要论述了光切法激光测量方法、多幅扫描三维数据的拼接及空洞填充、测量数据的刀具补偿方法，雕刻加工G代码的生成、快速浮雕雕刻路径及浮雕雕刻的计算机仿真等内容。采用C++Builder编程工具设计了大面种浮雕刻数据的快还采集、处理、加工刀具的三维计算机仿真、刀具路径生成、双轴移动平台的计算机通信控制技术、刀具粗加工及补加工及计算计仿真为一体的浮雕刻雕刻处理软件。本文具体完成了以下工作：1．设计了双轴移动平台，实现了大面积浮雕刻物体多幅快速自动扫描。采用文件操作技术和计算机处理算法，实现了扫描数据的自动存储、滤波处理及多种效果的计算机仿真显示。2．针对数据拼接时存在拼缝的问题，采用边缘空洞的自动搜索探测技术，提出了一种切边法三维数据快速拼接算法，实现了多幅扫描数据的快速无缝拼接。从实验结果来看，该算法有效的消除了数据拼接时的拼缝，获得了理想的拼接效果。3．尝试了几种空洞的填充方法，并把数学形态学中的“膨胀”算法应用于扫描数据的空洞填充，该方法具有运算速度快，空洞填充好平滑性好的特点，在实际填充应用中收到了较好的效果。4．针对扫描点云数据的特点，研究了刀具补偿及雕刻加工生成G代码的方法，针对雕刻加工的特点，仿真了几种常用雕刻刀具，并提出一种针对大规模测量点云数据的自动刀具补偿算法，该算法具有速度快，精度高的特点。5．提出用大直径刀具隔行粗加工后，再寻找补加工区域的方法，提高了雕刻加工速度。本文从常用的几种快速雕刻路径的生成入手，采用检测测量数据边缘及边缘细化方法及剩余数据区探测等方法生成快速雕刻加工路径，在提高雕刻速度和雕刻精度上收到了较好的效果．6．研究G了代码的计算机回读算法，实现了G代码程序的计算机仿真检查和显示，使用该方法，可以预判雕刻加工效果，检测G代码的生成中可能的错误，并提出了针对浮雕加工的动态及静态的计算机仿真算法，实现了对雕刻加工全程、实时仿真检查。6.期刊论文贾玉明.雷鸣.侯红松LIDAR机载激光雷达数据制作DEM原理分析-大众科技2007(8)文章以数学形态学方法为基础,介绍了如何在激光雷达点云数据中滤除植被点和建筑物等局部较高点数据,并简单分析了利用保留地面点数据构建DEM的原理.7.学位论文温银放数据点云预处理及特征角点检测算法研究2007逆向工程是数字化产品开发方法之一，它极大地缩短了产品的开发周期，提高了产品精度，是消化、吸收先进技术进而创造和开发各种新产品的重要手段。外形及尺度测量是人类认识和改造世界的基本手段之一，是现代化生产质量控制的主要技术，是逆向工程的重要应用之一。目前逆向工程的重要研究领域主要集中对逆向工程中的关键技术的研究，包括数据获取、数据预处理、特征提取以及三维模型重建。数据获取是逆向工程的前提和基础；数据处理是逆向工程中的关键环节，它的结果将直接影响后期模型重构的质量；实体模型重建是逆向工程的最终环节。本文主要研究了基于逆向工程的大尺度测量所涉及的关键技术——数据预处理与特征提取。本论文主要对数据点云数据预处理及边界线、特征角点提取算法等逆向工程中的关键问题进行了研究，为后续的特征点比对及实体模型重建做准备。对其相关算法提出了一些创新的想法，并在实际项目中得到验证。对于数据预处理，着重研究了数据滤波、数据精简等关键技术。首先介绍了常用的去噪平滑滤波，提出并实现了一种基于图像的数据点云混合去噪方法。然后针对散乱点云，介绍几种常见的求取几何拓扑关系的算法。最后在分析了常用的数据精简算法上实现了基于弦值法的扫描线数据精简算法。对于边界特征提取，在对已有算法进行总结的基础上，针对线结构光扫描自由曲面数据点特征，提出了一种基于数学形态学的空间平面点云边界提取算法。最后分别讨论了基于曲率和基于数据点K-NearestPoints分布均匀性两种空间曲面边界提取算法。对于特征角点提取算法，结合实际项目的要求，提出了一种基于边界线的自适应点云特征角点提取算法，并用实验证明了其可行性。本文链接：下载时间：2010年4月15日