基于LIDAR和航空影像提取建筑物轮廓

摘要

随着遥感技术的发展，LIDAR技术越来越受到大家的关注。利用LIDAR影像提取建筑物的研究，在城市规划、灾害预报、资源勘探、地理信息系统库更新、数字化城市等众多领域，有着十分重要的理论和现实意义。但是对建筑物的提取，在实际应用中还存在很多的难点，还有很多工作需要去做。本文使用航空影像和LIDAR影像，结合LIDAR影像高度特性和航空影像平面特性，对建筑物提取进行了研究。 本文在研究了当前建筑物提取的有关理论和技术的基础上，提出了融合航空影像和LIDAR影像自动提取建筑物轮廓的方法。 本文主要研究内容如下： 1、基于LIDAR影像提取建筑物区域。首先采用小波分析结合数字图像处理方法，提取出初步建筑物特征。然后采用基于知识库的方法对初步提取的建筑物进行校正，来提高小波分析提取建筑物的精度。研究结果表明，与传统基于高度特征提取建筑物的方法比较，利用小波分析的方法对城区建筑物的提取效率较高，同时实现也相对简单、快速。 2、对航空影像进行处理，提取出边缘直线段。通过常用的方法：边缘检测，栅格数据矢量化，折线逼近，提取出边缘直线段。将其作为建筑物轮廓的候选边缘线段，为后续提取建筑物轮廓做准备。 3、结合LIDAR和航空影像提取建筑物轮廓。将LIDAR影像和航空影像配准后，利用LIDAR影像确定的粗略轮廓，程序实现航空影像上对应建筑物轮廓的初始线段的探测，和矩形轮廓的生成。 总体上说，本文结合LIDAR影像和航空影像提取的建筑物轮廓，基本上符合实际建筑物的形状，同时精度达到次像元。相对于传统只使用LIDAR影像和航空影像来提取建筑物轮廓，具有一定的优势。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章概述

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3本文研究内容与论文结构

1.3.1研究内容

1.3.2论文组织结构

第二章LIDAR技术原理与应用简介

2.1 LIDAR系统的基本原理与组成

2.2机载激光扫描系统的特点

2.3 LIDAR用途

第三章基于LIDAR影像的建筑物区域提取

3.1数据预处理

3.2基于小波分析的分类方法

3.2.1小波分析选择合适的小波系数影像

3.2.2基于小波分析结果提取建筑物

3.3结合知识库的方法对提取结果进行校正

第四章基于航空影像和LIDAR影像的建筑物轮廓提取

4.1航空影像提取直线段

4.1.1边缘检测

4.1.2栅格数据矢量化

4.1.3折线逼近法提取直线段

4.2结合LIDAR影像提取轮廓线

4.2.1基于LIDAR影像提取建筑物粗略轮廓

4.2.2获得建筑物初始线段

4.2.3生成轮廓线

第五章建筑物提取以及精度分析

5.1研究区概况与研究数据

5.2 LIDAR影像提取建筑物成果与讨论

5.2.1阈值法及其分类成果

5.2.2基于DTM的方法及其建筑物提取成果

5.2.3小波分析结合KBC提取建筑物

5.2.4提取成果评价

5.3结合航空影像提取建筑物轮廓线

5.3.1提取航空影像直线段

5.3.2结合LIDAR和航空影像提取建筑物轮廓

5.3.3精度评价

第六章结论与展望

6.1结论

6.1.1结论

6.1.2本文的主要特点及创新

6.2展望

参考文献

致谢