基于机载LIDAR点云数据和DSS航空影像融合的单棵树提取研究

【类型】学位论文

【作者】窦延娟 

【关键词】 机载LIDAR 航空影像 树冠模型 单棵树参数 树种区分

【摘要】机载激光雷达技术(Airborne Light Detection and Ranging，简称机载LIDAR)是一种快速获取地形表面三维坐标信息的技术。与传统摄影测量、遥感技术相比，该技术为主动探测方式，可全天时全天候工作，并且由于激光波长较短，能够探测到细小目标。机载激光雷达因能穿透植被叶冠到达地表获取森林区域的地形及树的空间结构，该技术在植被信息提取中有着不可替代的优势，国外已有很多研究机构和个人对基于激光点云的植被信息进行提取研究，并取得了很多算法，而机载LIDAR技术在我国起步较晚，受数据的限制，我国对基于点云数据的植被信息提取研究的比较少。本研究应用机载LIDAR点云及航空影像进行树的提取研究，主要工作内容如下： (1)阅读大量国内外基于激光点云的植被提取研究文献，研究已有的点云数据植被提取的主要算法，探索树的信息提取的关键技术，并对未来的研究方向进行展望。 (2)在树的提取之前对点云进行各种前期数据处理，包括点云数据的解算、点云数据的检校、粗差点的剔除、点云数据的分类、DSM及DEM的提取等。 (3)应用基于机载LIDAR数据获取的DEM对同时拍摄的航空影像进行正射纠正及匀色匀光和镶嵌，以与点云数据进行融合，进行树的提取研究。 (4)通过多次回波的最高点提取DSM，通过末次回波点进行不规则三角网计算及内插得到DEM，两者相减得到数字树冠模型DCM，将DCM与航空影像的RGB信息进行融合。在此基础上综合分析国外基于树冠模型的分割方法、融合点云数据和影像进行树的提取的方法，最终采用局部最高点提取树冠圆，得到单棵树。 (5)通过对单棵树的点云进行分析，研究单棵树的参数提取，主要为树高及树冠基高。并且对不同种树的多次回波点分布及强度信息进行分析，得到树种区分的一些规律。

【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】张晓东

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