基于機載LiDAR的林間道路提取方法研究.pdf

1、道路是人類交通的重要組成部分，在人類對森林的管理中起著重要的作用，林間道路的數(shù)據(jù)采集對于車輛導航、火災搶險、林業(yè)研究、地籍管理、GIS數(shù)據(jù)庫更新等是必不可少的數(shù)據(jù)源。隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們對獲取林間道路的完整信息的需求也越來越高，如何高效、準確、時效的獲取林間道路信息成為了人類獲取信息的熱點。機載LiDAR測量技術的出現(xiàn)，以其高效準確的三維信息獲取能力和豐富的回波信息，為獲取林間道路信息打開了一扇新的大門。目前，關于機載LiDAR

2、技術的研究，主要集中在改善點云精度、優(yōu)化測量系統(tǒng)、對點云數(shù)據(jù)的濾波、建筑物的建模等等。在濾波方面，研究的成果主要適用于地形平坦的城市區(qū)域，而對地形起伏較大的森林山地地區(qū)研究較少;而對道路提取方法的研究中，比較成熟的方法是利用遙感影像對道路進行提取，利用機載LiDAR點云數(shù)據(jù)對道路的提取研究還比較少，學者們對LiDAR點云數(shù)據(jù)的利用還不夠全面。針對上述的多方面的因素，本文綜合利用了機載LiDAR點云數(shù)據(jù)中的三維信息和回波信息，以快速、準確

3、、高效的獲取林間道路信息為目的進行了一系列的研究，具體研究內(nèi)容包括:
　　(1)概括總結了機載LiDAR技術的發(fā)展，以及國內(nèi)外對其研究的進展，介紹了機載LiDAR系統(tǒng)的組成部分、測量技術的主要原理、點云數(shù)據(jù)的結構特點和主要應用領域。
　　(2)講解分析了現(xiàn)有的幾種經(jīng)典的點云濾波方法，對每種方法進行了簡要的評價。針對本文對林間道路信息進行提取的目的，采用了改進坡度的形態(tài)濾波學，該算法在漸變式多尺度形態(tài)學濾波的基礎上進行了改進，

4、使其對地形起伏較大的區(qū)域有著更好的適應性，為位于山林地區(qū)的林間道路的提取提供了精度保證。
　　(3)基于林間道路的形態(tài)特征和支持向量機原理，提出一種從機載LiDAR點云數(shù)據(jù)中提取林間道路的方法。首先，選取末次回波去噪、柵格化，生成數(shù)字表面模型和強度信息模型;然后，經(jīng)過改進坡度的形態(tài)學濾波，得到DEM，并獲取道路潛在區(qū)域;再通過支持向量機對坡度信息進行分類和強度信息的分類，得到含有少量噪聲的初始道路區(qū)域;最后，利用形態(tài)參數(shù)對初始道路