機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)地物分類與建筑建模方法研究的中期報(bào)告中期報(bào)告一、研究背景近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和高精度定位技術(shù)的普及，機(jī)載LiDAR（激光雷達(dá)）技術(shù)在地理信息、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。機(jī)載LiDAR技術(shù)可以獲取地面、植被、建筑等地物的高精度三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，因此具有非常大的應(yīng)用潛力。機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)處理與分析是機(jī)載LiDAR技術(shù)應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，其中地物分類與建筑建模是機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)處理與分析的重要任務(wù)之一。地物分類是將機(jī)載LiDAR采集到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)分為地面、植被、建筑等類別的過程，它是其它機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)處理與分析任務(wù)的前提和基礎(chǔ)。建筑建模是將機(jī)載LiDAR采集到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為建筑物的三維模型的過程，它是機(jī)載LiDAR技術(shù)在城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域中的重要應(yīng)用。在機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)地物分類與建筑建模研究中，重點(diǎn)解決以下問題：1.機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)地物分類的自動(dòng)化和高效性；2.基于機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)的建筑物骨架提取算法和建筑物三維重建算法；3.建筑物三維模型的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法；4.機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)地物分類和建筑建模相結(jié)合的應(yīng)用案例。二、研究?jī)?nèi)容本課題研究?jī)?nèi)容主要包括以下四個(gè)方面：1.機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)地物分類算法研究基于機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)地物分類算法的研究，開展地面點(diǎn)、植被點(diǎn)、建筑點(diǎn)等分類算法的研究，探究機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)地物分類的自動(dòng)化和高效性。2.建筑骨架提取算法研究根據(jù)機(jī)載LiDAR采集到的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，采用基于區(qū)域生長(zhǎng)的算法，實(shí)現(xiàn)建筑骨架的自動(dòng)提取，并得到建筑物的基本形態(tài)信息。3.建筑三維重建算法研究基于機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)，探究建筑物三維重建的算法及建筑物三維模型的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。4.高精度城市地圖建設(shè)應(yīng)用在機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)地物分類和建筑建?；A(chǔ)上，研究車輛自主導(dǎo)航、智慧城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)等應(yīng)用場(chǎng)景，積極推動(dòng)高精度城市地圖建設(shè)應(yīng)用。三、進(jìn)展情況1.機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)地物分類算法（1）采用基于幾何特征的方法，對(duì)機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行地面和建筑物的自動(dòng)分類，實(shí)現(xiàn)了較高的分類精度；（2）采用基于水平集的方法，對(duì)機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行植被的自動(dòng)分類，實(shí)現(xiàn)了較高的分類精度。2.建筑骨架提取算法設(shè)計(jì)了基于區(qū)域生長(zhǎng)的建筑骨架提取算法，實(shí)現(xiàn)了建筑物的骨架提取。3.建筑三維重建算法設(shè)計(jì)了基于交互式建模的建筑三維重建算法，實(shí)現(xiàn)了建筑物三維模型的質(zhì)量評(píng)價(jià)。4.高精度城市地圖建設(shè)應(yīng)用基于機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)地物分類和建筑建模，設(shè)計(jì)了一套智能導(dǎo)航系統(tǒng)，在車輛自主導(dǎo)航、智慧城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面具有重要應(yīng)用價(jià)值。四、下步工作計(jì)劃在實(shí)現(xiàn)機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)地物分類和建筑建模的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展以下工作：1.完善算法，提高分類和建模的精度和效率；2.開展應(yīng)用案例研