CN107194431A - 机载LiDAR点云数据分类技术 - Google Patents

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Abstract

本发明属于无人机用具技术领域，尤其涉及一种机载LiDAR点云数据分类技术。本发明公开了机载LiDAR点云数据分类技术，基于多尺度虚拟格网与坡度阈值的滤波方法：基于虚拟格网的坡度滤波算法基础上，采用类似影像金字塔的方式构建不同尺度即多级虚拟格网,所有的处理都是以单个单元为对象的，通常与目标数据库中记录的个数无关，只与把数据空间分为多少个单元有关。本发明的有益效果是：可以对机载LiDAR系统得到的信息能够进行快速、有效、精确的进行分类。

Description

机载LiDAR点云数据分类技术
技术领域
本发明属于无人机用具技术领域，尤其涉及一种机载LiDAR点云数据分类技术。
背景技术
机载LiDAR(Light Detection And Ranging)系统为三维空间数据采集提供了一种全新的技术手段，它不受日照和天气条件的限制，具有快速、精确、直接获取三维信息的特点,在地形测绘、环境监测、海岸带测量和城市三维建模等应用中扮演着日益重要的角色,并在一定程度上开辟了对地观测技术新的发展方向。
激光雷达能够直接获取所观测对象表面点的三维坐标以及该点的强度信息。而由于地物的复杂性和反射率的多样性,导致在地物分类和提取上存在一定的难度和分歧，如何在缺少光谱信息以及其他的辅助数据的情况下，有效地从激光扫描所获取的“点云”数据中进行地物点的分类和提取，是目前LiDAR数据处理研究的重点问题之一。
发明内容
本发明的目的在于解决以上所述的技术问题，提供一种可以对机载LiDAR系统得到的信息能够进行快速、有效、精确的进行分类的机载LiDAR点云数据分类技术，其技术方案如下：
机载LiDAR点云数据分类技术，其特征在于：
基于多尺度虚拟格网与坡度阈值的滤波方法：基于虚拟格网的坡度滤波算法基础上，采用类似影像金字塔的方式构建不同尺度即多级虚拟格网，各级格网都以每个网格内的最低点作为地面种子点，然后对最大尺度网格种子点进行去噪，再根据坡度阈值以网格尺度由大到小的顺序逐层对种子点进行平滑处理，最后以最小尺度虚拟格网地面种子点作为基准种子点对整个数据集进行滤波处理；
融合航空影像的非地面点云分类：根据点云的RGB 值范围提取出一部分光谱特征明显的植被；然后根据点云的高程纹理特征区分出建筑物点云；最后利用回波次数信息过滤出剩余点云中的植被点，进而完成对整个非地面点集的二级分类；
基于强度信息聚类的地面点云分类：基于网格的聚类方法首先将数据空间划分成为有限个单元的网格结构，所有的处理都是以单个单元为对象的，通常与目标数据库中记录的个数无关，只与把数据空间分为多少个单元有关。
本发明的有益效果是：可以对机载LiDAR系统得到的信息能够进行快速、有效、精确的进行分类。
具体实施方式
下面具体说明实施例：
机载LiDAR点云数据分类技术，其特征在于：
基于多尺度虚拟格网与坡度阈值的滤波方法：基于虚拟格网的坡度滤波算法基础上，采用类似影像金字塔的方式构建不同尺度即多级虚拟格网，各级格网都以每个网格内的最低点作为地面种子点，然后对最大尺度网格种子点进行去噪，再根据坡度阈值以网格尺度由大到小的顺序逐层对种子点进行平滑处理，最后以最小尺度虚拟格网地面种子点作为基准种子点对整个数据集进行滤波处理；
融合航空影像的非地面点云分类：根据点云的RGB 值范围提取出一部分光谱特征明显的植被；然后根据点云的高程纹理特征区分出建筑物点云；最后利用回波次数信息过滤出剩余点云中的植被点，进而完成对整个非地面点集的二级分类；
基于强度信息聚类的地面点云分类：基于网格的聚类方法首先将数据空间划分成为有限个单元的网格结构，所有的处理都是以单个单元为对象的，通常与目标数据库中记录的个数无关，只与把数据空间分为多少个单元有关。
在应用上：
1、引入多尺度的概念，设计了一种基于多尺度虚拟格网与坡度阈值的机载LiDAR点云滤波方法。
2、采用多组机载LiDAR数据进行实验和误差分析，采用虚拟格网组织点云数据，无需进行格网内插，在取得较高运算效率的同时，又避免了原始信息损失。
分析了非地面点云的基本特征和可用于分类的数据类型，提出了综合应用回波次数、高程纹理、光谱信息的分类策略，同时建立了非地面点分类的具体方法流程。

Claims (1)

1.机载LiDAR点云数据分类技术，其特征在于：
基于多尺度虚拟格网与坡度阈值的滤波方法：基于虚拟格网的坡度滤波算法基础上，采用类似影像金字塔的方式构建不同尺度即多级虚拟格网，各级格网都以每个网格内的最低点作为地面种子点，然后对最大尺度网格种子点进行去噪，再根据坡度阈值以网格尺度由大到小的顺序逐层对种子点进行平滑处理，最后以最小尺度虚拟格网地面种子点作为基准种子点对整个数据集进行滤波处理；
融合航空影像的非地面点云分类：根据点云的RGB 值范围提取出一部分光谱特征明显的植被；然后根据点云的高程纹理特征区分出建筑物点云；最后利用回波次数信息过滤出剩余点云中的植被点，进而完成对整个非地面点集的二级分类；
基于强度信息聚类的地面点云分类：基于网格的聚类方法首先将数据空间划分成为有限个单元的网格结构，所有的处理都是以单个单元为对象的，通常与目标数据库中记录的个数无关，只与把数据空间分为多少个单元有关。
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