形态学边缘提取matlab,在Matlab平台下基于形态学方法对LIDAR数据进行建筑物边缘提取...

1引言机载LIDAR系统能够直接获取地面三维数据,具有高精度、高密度、高效率和成本低等优点,在现代测绘中发挥了越来越重要的角色,如512大地震中,此系统在震后搜救工作中就发挥了重要作用。但是LIDAR获取的仅仅是三维点云数据信息,没有图像信息,对于地物特征没有直观的反应,所以首先需要将原始LIDAR数据转化为点云三维数据,再转化为图像,然后再处理图像,以此获得更多信息。图像边缘是物体的重要特性之一,反映了图像中最有价值的信息,仅凭物体的边缘便可大致描述物体的特征。边缘检测是轮廓提取的基础,边缘检测能够从原始图像中提取轮廓,保留原始图像的大部分信息,可以为后续的识别工作去除不少伪信息,减少信息量。此外,边缘是图像分析和测量过程中非常基础的研究领域,边缘检测就是要检测出图像中这种灰度的非连续性,同时确定他们在图像中的精确位置,后面的处理都要依靠它提供的这些信息。因此,利用机载LIDAR系统快速获取的高精度的数据生成的图像来进行检测出理想的边缘,同时对其进行轮廓提取是很有重要意义的。2机载LIDAR系统简介21机载LIDAR系统描述及组成机载LIDAR技术是当前航空测量领域的更新换代技术。LIDAR系统是一个先进的主动传感系统,是一个全天时可以日夜获得地面三维数据的系统,比传统测量方法具有高精度、高密集、快速和成本低等优点[1-3]。该系统通过后处理技术把地面和地面上的植被、建筑物分离开来;同时获得DTM(数字地面模型)和DSM(数字表面模型)。若将数码相机集成到LIDAR系统中,还可获取高精度的数码正射影像。LIDAR系统获取地面海量数字信息,每秒生成1000个高程数据点,一个小时可获得超过10,000,000个高程点。利用这样高的抽样率,可以快速完成大区域的地面三维数字地形测量,同时可产生有1m或更小格网间隔的DTM。它的作业效率很高,在运行的24个小时之内,就可以获得DTM数据。高程数据的绝对精度为15cm,相对精度可以少于5cm,X、Y数据的绝对精度取决于工作参数,如飞行高度,通常是10cm到lm。随着科学技术的发展,利用LIDAR技术系统做地面三维数字地形数据的测量在不久的将来会代替传统测量(包含摄影测量)方法[1,2]。机载LIDAR系统一般由以下几个部分构成:激光扫描测距仪、惯性导航系统、动态差分GPS定位系统、成像装置(如多光谱成像仪)、实时监测与数据记录设备、数据处理软件等[3,4]。22机载LIDAR数据处理的主要内容和基本流程机载LIDAR数据后处理的主要内容:1)POS数据处理定向、定位数据是实现无野外控制航空遥感的基础和关键。飞行结束后得到三组数据,即IMU数据、机载GPS数据、地面GPS数据。用POSPac软件对所获GPS及IMU数据进行综合处理,用它将机载GPS数据和地面GPS数据差分后,与IMU测得的姿态数据相结合,同时进行IMU与传感器间的偏心改正,并且,对航飞获取的所有LIDAR点云数据进行质量评估,检查其噪音斑点情况、航线覆盖情况以及LIDAR数据地面分辨率等各项指标,最后解算出传感器任一时刻的6个外方位元素。图1机载LIDAR数据处理的基本流程2)LIDAR数据处理将采集到的LIDAR点云数据用TerraScan,TerraModel进行激光点数据处理,得到激光点云数据,用它去除各种噪声和误差点,然后,基于航飞获取的LIDAR点云、POS系统的EO数据以及外业GPS联测LIDAR控制/检查点数据,对LIDAR点云数据的航线间拼接以及LIDAR点云数据与实际地面的不符度进行检查,并使LIDAR点云进行良好航线接边的