概述—基于机载LiDAR点云数据的建筑物轮廓提取

2024-06-07 12:05:37

一、机载LiDAR系统介绍

机载激光雷达测量技术的英文名称是LiDAR, LiDAR是英文Light Detection And Ranging（光探测与光测距）的缩写，是融合了 GPS、INS、激光测距和计算机等多种技术为一体的对地探测技术。

机载LiDAR的基本原理是利用激光器向被探测目标发射激光束，激光束与被探测目标相互作用后发生改变，然后经过反射或散射后返回激光雷达，激光雷达接受系统接受返回后的激光束，经过对返回后的激光束进行分析来感知被探测目标的性质。机载LiDAR测量系统通过连续的扫描，可以获取的地表物体三维空间信息数据是离散不规则点云，利用这些点云数据可以生成数字表面模型（DSM，Digital Surface Model）、数字高程模型（DEM，Digital Elevation Model）等数字产品。

同其他技术手段相比，机载 LiDAR 测量系统的优点是其发射的激光脉冲信号能部分穿过植被，可以快速获得高精度和高空间分辨率的森林或山区的真实数字地面模型，不会受到某些不确定自然因素如光照、天气的影响，能够全天候、快速实时地获取大范围的地面空间三维信息。机载 LiDAR 技术在地形图测绘、森林调查、灾害监测、城市建模等诸多领域有着广泛的应用，随着硬件技术的不断发展，LiDAR 技术在生产建设中扮演者日益重要的角色。

二、建筑物轮廓提取流程

基于机载LiDAR点云数据提取建筑物轮廓需分三步进行：

①点云滤波，从机载LiDAR获取的点云数据中分离地面点与非地面点，其中非地面点将作为建筑物检测的源数据；

②建筑物检测，从非地面点中将应属于建筑物的点提取出来，分离出建筑物点云数据，以便建筑物轮廓线的提取；

③建筑物轮廓线的提取，从建筑物点云数据中分离出建筑物轮廓点，最终得到准确的建筑物轮廓。

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