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基于车载LiDAR的海堤承灾体目标几何特征提取
| 论文题名： | 基于车载LiDAR的海堤承灾体目标几何特征提取 |
| 关键词： | 海堤承灾体;几何结构;自动提取算法;误差控制 |
| 摘要： | 多样、频发的海洋灾害给沿海经济发展和海洋生态环境造成了诸多不利影响。海堤承灾休是重要的海洋灾害承灾体之一。海堤承灾体现状调查，是加强海洋防灾减灾体系能力建设的重要基础工作，可以保障沿海地区人民群众的生命财产安全、促进经济快速发展、改善海洋生态环境，可为管理部门提供丰富准确的海堤承灾体基础地理信息，为减灾防灾的决策部署提供基础数据支撑。 目前海堤承灾体调查主要有基于全站仪、GPS-RTK等常规人工测量方法和基于高分辨率遥感影像的摄影测量方法。常规人工测量方法精度高，但效率低;基于高分辨率遥感影像的摄影测量方法效率高，但精度低。车载LiDAR测量作为新型的高精度移动测量技术，能快速、精确采集海堤承灾体三维信息，是海堤承灾体调查的有效手段。车载LiDAR获取的点云具有海量性、高冗余、多样性等特点，实现海堤承灾体几何特征的快速提取，是海堤车载LiDAR点云处理的重点研究方向。 本文选取广东省茂名市、湛江市的海堤承灾体为研究对象，基于车载LiDAR点云和海堤的几何结构特征，建立了海堤承灾体的几何特征模型;然后通过点云二、三维空间坐标转换，利用RANSAC算法，提出了基于海堤承灾体几何特征模型的自动提取算法，实现了海堤承灾体几何特征及其调查要素的自动提取，并通过试验验证了本文算法的可行性。本文主要内容如下: 1.本文通过大量的实地调研资料和广东省海堤建设相关规范，总结了广东省茂名市、湛江市境内标准和非标准的海堤结构型式，分析了不同结构型式的海堤几何特征，并建立了海堤承灾体几何特征表征模型。 2.利用先验知识对车载LiDAR点云进行粗分类，利用高程分布直方图实现点云去噪;针对预处理后的海堤LiDAR点云，基于海堤承灾体几何特征模型，结合RAN SAC特征线提取算法，提出了海堤承灾体几何特征自动提取算法。 3.将海堤承灾体几何特征自动提取算法的成果与人工提取成果进行对比，验证了该算法的可行性。得到以下结论: (1)自动提取算法针对长度约1.1kin的标准结构型式的海堤，其自动提取成果的最小均方根误差可达0.094;针对长度约0.2km的非标准结构型式的海堤，其自动提取成果的最小均方根误差可达0.000。 (2)在时间效率上，获取长度约1.1kin的同一海堤承灾体的调查要素，自动提取算法相较于人工提取方法，节省了约80.95％的时间，显著提高了工作效率。 |
| 作者： | 涂植凤 |
| 专业： | 地理学；地图学与地理信息系统 |
| 导师： | 牟凤云;魏征 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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