基于机载激光扫描数据提取建筑物的研究现状

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第30卷第5期测绘科学VO1．30NO．52005年l0月ScienceofSurveyingandMapping0ct基于机载激光扫描数据提取建筑物的研究现状尤红建，苏林(中国科学院遥感应用研究所，北京100101)【摘要】机载激七扫描系统是集成了GPS、惯性导航系统(INS)和扫描激光测距系统并利用飞机作为运行平台．来获取地面的三维位置，进而快速生成数字表面模型(DSM)。随着机载扫描激光测距系统的不断完善和发展，获取城市DSM数据也变得越来越快速，而且方便和经；齐可靠，地面激光点的密度也大大提高。目前国外激光扫描系统

2、的激光点密度一般都达到了1～20点钿!，因此利用机载激光扫描系统获取的城市DSM提取建筑物也渐渐受到重视。利用激光扫描数据提取建筑物可以分为两大类，第一类是单纯以获取的机载激光测距数据来提取建筑物，第二类是融分激七测距数据和其他相关信息的建筑物提取，如融合航空影像、融合IKONOS高分辨率卫星影像来提取建筑物。本文对国际上利用机载激光扫描测距数据进行建筑物提取的最新研究进展进行了一些分析，同时也给出了应用我国研制的机载激光扫描数据提取建筑物的试验研究和初步结果。【关键词】激光扫描测距；建筑物提取；研究现状【中图分类号】TP751【文献标识码】A【文章编号】1009230

3、7(2005)050l14041机载激光扫描测距技术的发展2应用激光测距数据提取建筑物的进展分析机载激光测距最早于20世纪60年代进行试验，70年2．1基于激光测距点云的建筑物自动提取_4J代中期开始开发，美国等国先后试验成功了用于深海测深奥地利维也纳大学的FranzRottensteiner等人提出了直和水道测量的机载激光测距系统。直到80年代末，GPS的接从LIDAR数据生成点云来自动提取建筑物，采用基于不成功应用才使得机载激光断面测量系统开始大范围应用。均匀误差分布函数的分层鲁棒内插算法，就能把地面上的GPS定位技术、扫描激光测距(SLR)技术以及惯性导航激光点与

4、屋顶及其它物体上的激光点分开，从而计算出数(INS)技术的发展，为从空中直接、快速获取地面目标的三字地面模型DTM，通过分析激光点与DSM和DTM的高度维位置奠定了技术基础。20世纪90年代初机载断面测量系差值再将建筑物上的点与其他点分离出来，从而得到建筑统开始被扫描激光系统代替，利用GPS、INS、SLR集成为物的模板，最后在候选的区域中采用基于曲率的分割技术机载激光扫描系统。1996和1997年在国际航空遥感会议上自上而下地建立多面体建筑物模型，通过维也纳试验区的开始有展示。此时，美国的ALIMS、FLI—MAP、s卜10AIS、数据处理证明了方法的可行性。图1给出

5、了具体的建筑物加拿大的ALTM1025、瑞典的T()PEYE、德国的T()P(YS提取流程，图2为提取的维也纳市部分建筑物的三维显示。等系统均有文章进行报道。到1999年为止，全球有40多套激光测距点激光扫描系统得到了应用_2一，主要集中在美国、加拿大等发DSM分割和区域增长达国家，激光系统制造商主要有加拿大的opetmh，美国的分层鲁棒内捕Leica／LH系统、奥地利RieglLaser测量系统。平而区域机载激光扫描系统一般以GPS、扫描激光测距和惯性DTMlIDSM导航系统INS为主进行集成，利用飞机作为运行平台，它下面分组和模型牛成们的重点是获取地面的三维位置，进

6、而快速生成DSM，是三维位置信息的测量系统_l’0。城市是机载激光系统重要的高度闽值分割初始建筑物模型应用领域，利用它可以快速获取城市的三维模型，城市三维模型在城市景观规划、城市通讯、噪声和空气污染的传建筑物初始区域分析偏差播、房地产开发等方面很有应用。和模型改进随着“数字城市”的发展，三维城市数据的自动采集形念算子何纹理分析是一个重要的环节，除了数字摄影测量外，从激光扫描测建筑物域三维建筑物模型距数据直接获取建筑物的三维信息变得越来越重要。目前可以采集到十分密集的激光点，从1～20点／m2的激光点图1根据激光点云自动提取建筑物的流程[不仅能检测出建筑物的近似轮廓，还能

7、提取平面屋顶，从而能正确建立反映屋顶结构的模型。2．2基于两次回波信息的渐进滤波提取建筑物l5本文对国际上应用机载激光提取建筑物进行了分析，美国普渡大学Alharthy等人对具有两次反射距离的纯第2部分介绍了应用纯激光扫描数据提取建筑物，第3部激光测距点提取建筑物进行了研究，设计了通过渐进滤波分介绍了融合激光测距数据和其它影像数据提取建筑物，方法进行建筑物三维信息的提取。从空中发射的激光光束第4部分介绍了应用我国自行研制的激光扫描系统所获取(一般光斑在地面的直径可达15～30cm)在地面遇到树木等的较为稀疏激光数据进行建筑物提取的方法。具