• ISSN 1673-5722
  • CN 11-5429/P

地震后机载LiDAR点云的地物区分方法研究

王金霞 窦爱霞 王晓青 黄树松 张雪华

王金霞, 窦爱霞, 王晓青, 黄树松, 张雪华. 地震后机载LiDAR点云的地物区分方法研究[J]. 震灾防御技术, 2017, 12(3): 677-689. doi: 10.11899/zzfy20170323
引用本文: 王金霞, 窦爱霞, 王晓青, 黄树松, 张雪华. 地震后机载LiDAR点云的地物区分方法研究[J]. 震灾防御技术, 2017, 12(3): 677-689. doi: 10.11899/zzfy20170323
Wang Jinxia, Dou Aixia, Wang Xiaoqing, Huang Shusong, Zhang Xuehua. The Ground-objects Classification Based on Post-earthquake Airborne LiDAR Data[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2017, 12(3): 677-689. doi: 10.11899/zzfy20170323
Citation: Wang Jinxia, Dou Aixia, Wang Xiaoqing, Huang Shusong, Zhang Xuehua. The Ground-objects Classification Based on Post-earthquake Airborne LiDAR Data[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2017, 12(3): 677-689. doi: 10.11899/zzfy20170323

地震后机载LiDAR点云的地物区分方法研究

doi: 10.11899/zzfy20170323
基金项目: 

国家自然科学基金 41404046

详细信息
    作者简介:

    王金霞, 女, 生于1990年。在读研究生。主要研究领域:遥感与GIS应用。E-mail:wangjxwake@163.com

The Ground-objects Classification Based on Post-earthquake Airborne LiDAR Data

  • 摘要: 利用机载激光雷达扫描(Light Detection and Ranging,LiDAR)技术所得点云进行震后倒塌建筑物提取时,树木与倒塌建筑物的点云特征十分相似,较难区分。为了快速准确获取震后房屋建筑物的受损情况,本文提出使用回波次数比特征指标,结合前人所提出的点云回波强度、归一化强度、最邻近点高差、法向量夹角、X向坡角和Y向坡角等特征的均值和标准差,利用K-最近邻分类法实现单体地物区分的方法。对2010年海地7.0地震震后机载LiDAR数据进行了地面点去除,分别选取了未倒塌建筑物、倒塌建筑物和树木各50个训练样本和各20个测试样本,计算了各因子的分布及其均值和标准差,在分析的基础上最终选取了可分性较强的8个分类特征,利用K-最近邻分类法对测试样本进行了分类,结果显示分类正确率可达85%以上。研究表明选取多个有效的LiDAR点云分类特征可以较好地区分震后未倒塌建筑物、倒塌建筑物和树木,提高震后建筑物震害程度判定的准确性,为应急救援及时提供较为准确的灾情信息支持。
  • 图  1  平面距离最近点搜索示意图

    Figure  1.  Illustration sketch of the planar nearest neighbor search

    图  2  i点的X向坡角、Y向坡角示意图

    Figure  2.  Illustration of angle of X-slope, Y-slope for point i

    图  3  K-最近邻分类法原理图

    Figure  3.  Schematic of K-Nearest Neighbor algorithm

    图  4  研究区域位置和样本分布

    Figure  4.  The study area and the location of of sample sites

    图  5  CSF滤波法从研究区1的原始点云(a)中分离的地面点(b)结果图

    Figure  5.  Result of ground points (b) after separating from original point cloud (a) in the study area 1 by CSF filtering

    图  6  不同地物各特征因子分布

    Figure  6.  Distribution of characteristic factors for different objects

    图  7  各类别样本均值和标准差分布(一)

    Figure  7.  Distribution of mean and standard deviation of each sample

    7  各类别样本均值和标准差分布(二)

    7.  Distribution of mean and standard deviation of each sample

    图  8  K-最近邻分类算法流程图

    Figure  8.  Flow chart of K-Nearest Neighbor classification algorithm

    图  9  分类正确率变化曲线图

    Figure  9.  Curve of the accuracy rate

    图  10  分类结果图

    Figure  10.  Results of classified samples

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-12-23
  • 刊出日期:  2017-09-01

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