基于车载激光扫描点云数据的城市三维模型重建研究

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车载激光雷达（LiDAR，Light DetectionAnd Ranging）扫描系统是一种全新的对地表空间信息的快速定位采集技术。这种新的数据采集手段为城市的三维空间数据获取与模型重建提供了一种新途径。它可以直接、快速并精确的获取城市中的三维信息，利用该信息来对城市地物重建是目前研究的热点。车载点云数据的数据量大且杂乱无章，致使当前尚没有一套完整并严密的算法来实现城市地物的点云自动提取与模型重建，限制了车载激光技术在城市信息获取中的应用。
　　本文紧紧围绕基于车载激光扫描点云数据的城市三维重建这一主题，详细介绍了车载激光数据采集系统的发展及点云数据的三维重建研究现状，阐述了SSW车载激光扫描测量系统的组成、基本原理、点云数据的预处理及其特点。在此基础上，重点研究了城市地物的点云提取方法、模型重建方法及纹理自动映射方法。具体研究内容如下：
　　（1）分析了车载激光扫描点云数据的特点，提出了一种基于扫描线方向向量差值的方法来对建筑物滤波，并按照基元拆分的方式对建筑物模型进行重建。
　　（2）设计了一种聚类分析的方法来提取道路边线点云，然后对道路边线点云抽稀、均匀化，使其等比例一一对应，最终按照道路shape模型方式来构建道路模型。
　　（3）由建筑物及道路点云提取过程进一步筛选数据源，设计了一种基于分层投影点密度的方法分别提取行树与路灯点云，分析并采用了Billboard的方法来构造树木基础模型，采取引用已构建的3D模型的方式来构造路灯模型。
　　（4）阐述了纹理映射的基本原理及相关技术，说明了手动贴图的操作过程，提出了一种几何图形像素化的自动贴图方法，比较分析了两种纹理贴图方法。
　　（5）通过实验分别对建筑物点云提取及模型重建、道路边线点云提取及模型重建、树干与路灯杆点云提取及树木模型与路灯模型重建、纹理自动映射进行了结果分析，实验表明本文方法能够有效实现城市三维重建。

著录项

作者
李月华;
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作者单位

河南理工大学;

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授予单位河南理工大学;
学科测绘科学与技术
授予学位硕士
导师姓名靳海亮;
年度 2013
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类测绘数据库与信息系统;
关键词
车载激光雷达; 点云数据; 城市地物; 点云提取; 纹理自动映射;

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