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1、植被密集的陡坡區(qū)機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)濾波方法研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：彭麗指導(dǎo)教師：唐菲菲博士專業(yè)：測繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)土木工程學(xué)院二O一五年五月ResearchonAirborneLiDARdatafilteringforsteepareawithdensevegetationAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByPengLiSupervi
2、sedbyDr.TangFeifeiSpecialty:scienceandtechnologyofsurveyingandmappingSchoolofCivilEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2015中文摘要摘要機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)是一項(xiàng)新型的主動(dòng)式遙感測量技術(shù)，該技術(shù)可以快速、同步獲取大面積地面真實(shí)三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)和影像信息，因而被廣泛應(yīng)用于農(nóng)林業(yè)、電力行業(yè)、公路勘察設(shè)計(jì)、海岸工程、災(zāi)害與環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測等各領(lǐng)域。隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）定位精度的提升，機(jī)載LiD
3、AR已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于獲取數(shù)字地面模型，激光的穿透性更加使它成為獲取森林地區(qū)數(shù)字地面模型的一種有效方式。激光雷達(dá)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)具有盲目性，它會采集包括地面、植被、飛鳥、人工建筑物等各種物體反射的所有回波信息，要滿足后續(xù)應(yīng)用，就必須對LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和分類處理。濾波是指將機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)分為地面點(diǎn)和非地面點(diǎn)的過程，是獲取數(shù)字地面模型的關(guān)鍵技術(shù)。目前的大多數(shù)濾波算法都比較適用于處理地勢平坦、植被稀疏地區(qū)的LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)。相對于地勢平坦地區(qū)而言，森林地區(qū)地形復(fù)雜、地勢起伏大，地面點(diǎn)云數(shù)量相對較少，森林地區(qū)LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波處理一直是數(shù)據(jù)
4、后處理的難點(diǎn)和熱點(diǎn)之一，有待進(jìn)一步研究。論文針對密集林區(qū)機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波這一難點(diǎn)問題，提出基于多回波信息的濾波方法。本文主要研究內(nèi)容如下：①機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)量巨大，論文在分析多回波信息特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過多回波信息分離剔除部分植被點(diǎn)，減少后續(xù)濾波數(shù)據(jù)量；②密集林區(qū)LiDAR地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)較少，為提高濾波可靠性，利用單次回波和末次回波點(diǎn)云，分兩級選取地面種子點(diǎn)；然后以待定點(diǎn)為中心，搜索一定范圍內(nèi)地面種子點(diǎn)進(jìn)行濾波，無需迭代運(yùn)算，無累積誤差；③在總結(jié)現(xiàn)有濾波方法的基礎(chǔ)上，提出結(jié)合最小距離與加權(quán)平均的濾波方法，有效地減少了運(yùn)算量，提高了濾波效率
5、；④將利用本文濾波方法得到的成果與原始點(diǎn)云比較，通過目視檢查，證明該方法的可行性，并將本文濾波后數(shù)據(jù)與參考數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，定量評估算法精度。關(guān)鍵詞：機(jī)載LiDAR，濾波，點(diǎn)云，加權(quán)平均距離，陡坡，植被I英文摘要ABSTRACTAirborneLiDARisanewactiveremote-sensingmeasurementtechnique.Thetechnologycancollect3Dspatialgeometryinformationandremotesensingimagesofalargeareaeffectively.Itiswidel
6、yappliedinforestry,powerindustries,highwayreconnaissanceanddesign,coastalengineering,disasterandenvironmentalmonitoring,andsoon.WiththeimprovementofGlobalPositionSystem(GPS)andInertialNavigationSystem(INS)positionaccuracy，generatingdigitalterrainmodel(DTM)fromAirborneLiDARdatah
7、adbecomemoreandmorepopular.PenetrabilityoflaserbeamsmakesitbecomeaneffectivewaytogettheDTMinforestland.However,themeasurementofLiDARisakindofblindmeasurement.Itcollectsallthereturnedpulsesfromvegetation,birdsinflight,man-madeobjects,etc.Filteringandclassificationarenecessaryste
8、psindataprocessingprocedures.Thefilteringistheprocesst
