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本文在介绍前人在利用激光雷达数据实现建筑物检测与重建工作基础上,提出了新的实现建筑物检测与重建的方法。并在实现该系统开发方面也提出了解决方案。研究的主要内容与结论如下:
(1)机载激光雷达基本理论的介绍与总结系统地介绍了机载激光雷达系统的基本组成,工作原理等内容:然后分析了激光雷达的优缺点。同时总结了LiDAR数据处理的主要方向并说明了本研究在在LiDAR数据处理领域中所处的具体位置。
(2)数字表面模型的生成技术目前数字表面模型的生成方法有多种,各方法都存在各自的优缺点。其中缺值情况为比较突出的问题。采用的方法是针对传感器具体的特点及可能发生缺值情况实现特定的处理,从而最终达到比较好的结果。
(3)建筑物边界检测技术建筑物边界检测技术为建筑物重建的关键步骤,采用的非建筑物层层筛选的方法,首先把地形要素与地表要素分离出来,然后剔除掉相对高度低于3.5米的对象(如汽车,灌木等)。最后利用粗糙集理论把建筑物与非建筑物对象区分开。采用此方法,可以把复杂问题逐步简化,从而达到最终检测出建筑物的目的。
(4)建筑物三维重建技术建筑物重建方法目前有两大方向,一为数据驱动,二为模型驱动。采用的方法为数据驱动与模型驱动相结合的方法,并以CSG模型为建筑物的表达模型。通过把分解建筑物边界线内部为基本体元,根据模型库中的体元类型及可能的组合规则,组合体元得到最终的建筑物三维模型。
(5)基于激光雷达数据的建筑物重建软件开发目前许多商家都提供激光雷达数据处理软件,但大多数功能上不健全并且开放性与灵活性不够。本文集成了GIS技术,遥感技术及虚拟场景技术,提出了LiDAR数据处理软件框架。并集中介绍了其中的关键技术-处理建模技术。通过该技术,软件具有很高的灵活性与开放性。