基于Lidar数据和航空影像的建筑物提取研究

【类型】学位论文

【作者】吕琪菲 

【关键词】 DSM Lidar数据滤波 阈值分割 边缘提取 建筑物轮廓提取

【摘要】航空影像和Lidar数据是目前建筑物提取的重要数据源，基于航空影像的建筑物提取主要是利用建筑物在图像上的灰度特征和几何特征信息，通过边缘提取以及直线段规划生成建筑物的轮廓。Lidar数据则主要是利用高程信息分割建筑物点与地面点和植被点，以获得建筑物的区域。航空影像上建筑物的提取必须用到边缘提取的方法，但是有时城区航空影像的场景内容过于复杂，有道路、植被、汽车等噪声，导致边缘提取的轮廓线不准确，而Lidar数据上建筑物区域是很容易获取的，因为建筑物的高程值比起周围地面相对要大得多，以此为依据可快速获取建筑物区域。这就是本文进行建筑物提取的基本思想。 在此理论基础上本文选取同一地区的Lidar数据和航空影像作为数据源，对Lidar数据和航空影像配准，从Lidar数据上提取建筑物的区域粗略边界，从航空影像提取其矢量直线段特征，然后以Lidar数据上建筑物区域的边界信息为参考搜索航空影像上属于建筑物边缘的那些直线段，连接生成建筑物轮廓。首先需要对Lidar数据进行一系列的预处理以得到建筑物初始区域的轮廓信息，基本思路是先点云栅格化并内插生成DSM影像，DSM影像是包括所有地面点和地物点在内的栅格化影像，其次对DSM滤波生成DEM，并经过DSM与DEM相减生成nDSM，nDSM上仅包括建筑物点和植被点，最后通过高程阈值分割和面积阈值分割出去植被点得到建筑物点。通过边缘跟踪和线性化轮廓得到建筑物初始轮廓信息。在对航空影像和Lidar数据配准的基础上，对航空影像进行边缘提取，得到一系列直线段。建筑物轮廓提取的关键一步就是删除航空影像上位于Lidar数据块轮廓内部的所有直线段，然后以轮廓点为基点搜索外围属于建筑物屋顶边缘的直线段，最后根据直线之间的参数关系确定直线段之间的拓扑关系，连接成建筑物的轮廓。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】武汉大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】孟令奎

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