利用线特征进行高分辨率影像与LiDAR点云的配准.pdf

《利用线特征进行高分辨率影像与LiDAR点云的配准.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第37卷第2期武汉大学学报·信息科学版VoL37NO．22012年2月GeomaticsandInformationScienceofWuhanUniversityFeb．2012文章编号：1671—8860(2012)02—0136—05文献标志码：A利用线特征进行高分辨率影像与LiDAR点云的配准马洪超姚春静邬建伟(1武汉大学遥感信息工程学院，武汉市珞喻路129号，430079)(2武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，武汉市珞喻路129号，430079)摘要：试图从离散点云数据中寻找影像的同名点是非常困难的，因此传统的基于同名特征点的配准方法难以使用。应用共线方程作为严格配准模型

2、，利用LiDAR点云空间中的线特征替代传统配准模型中的点特征，取得了高精度的配准结果，同时对点云密度和影像分辨率之间的尺度关系进行了半定量分析。关键词：机载激光雷达；线特征；配准；尺度分析中图法分类号：P237．3LiDAR技术是近年来快速发展的新型航空变换方式(即刚性变换或是非刚性变换)确定；相传感器，其主要用途是能够快速获取高精度的数似性测度就是用数学的方式表达相关配准基元之字表面模型(DSM)_】]。经过数据后处理，不仅间的相似性程度，以量化配准效果；匹配策略是将可以获得高精度数字高程模型(DEM)，而且还可配准基元和相似性度量进行有效组织，采用一定以为电力_3]、林业]、数字城市

3、等应用领域提供的算法解求全局最优变换函数的参数_9]。基础数据源。然而，LiDAR获取的数据主要是离目前，LiDAR点云数据和航空影像的配准研散激光点云，具有高精度的空间几何结构信息，却究并不多。一种方法是利用重叠影像进行自动同缺乏光谱信息，从而无法获取地物专题数据]。名点匹配，生成同名点云，然后利用最邻近迭代法相反，传统的遥感数据能够提供丰富的语义信息，(ICP)实现两个点云数据集之间的匹配_1，该方因此将激光雷达点云数据和传统的光学遥感影像法存在计算量大且对单张影像无法配准的缺点。联合起来使用，从而提高遥感数据产品的精度、拓Habib等人利用立体像对中的点、线、面特征作为展遥感应用的

4、深度和广度，是当前遥感领域一个配准基元，然后采用3D一3D的配准模型实现Li—重要的研究方向_7J。DAR点云和航空影像的配准口，但是该方法配联合利用影像和点云数据的一个关键步骤是准基元的数学表达和计算过程比较繁琐，且配准将两者进行高精度配准。由于激光雷达点云和光模型不严格，也不适合单张影像与LiDAR点云学影像在数据表现形式和属性上均有很大差异，因数据的配准。另外，在现有的研究中，还没有文献此，传统的遥感影像配准方法不能完全适用于这两关注影像分辨率和点云密度之间的关系对两者配类数据的配准。传统的配准方法多数是针对二维准精度的影响。影像之间的配准，而机载IiDAR点云与影像的配综上所述，

5、目前LiDAR点云数据与遥感影准是3D-2D数据之间的配准。不过在配准方法上像之间配准的主要存在以下问题：①配准过程比仍可以分解为配准基元、相似性测度、变换函数和较复杂，一般需要两步完成，即先利用立体像对生匹配策略等四个基本问题l8]。配准基元的选择是成影像同名点云，再利用同名点云和LiDAR点配准的第一步，它决定利用何种基元建立两个数云进行配准；②配准基元的数学表达不够简洁；据集之间的转换关系；变换函数就是描述待配准③缺少既适合单片影像又适合于多片影像与Li—数据之间的数学变换关系，由待配准数据之间的DAR点云之间的配准方法；④缺少尺度分析。收稿日期；2011-12-15。项目来源：国

6、家863计划资助项目(2006AA12Z101)；国家973计划资助项目(2oo9cB7240O4)。第37卷第2期马洪超等：利用线特征进行高分辨率影像与LiDAR点云的配准137针对上述问题，本文从共线方程出发，针对城市地在LiDAR点云空问的真值坐标Ex，Y，Z]：区点云和影像的配准问题，利用线特征实现高分[x，YZ，]一[xYnzn]1+辨率影像与机载激光雷达一步配准，并利用不同ExB——X^YB——Y^ZB——ZA](1)航高获取的遥感数据和抽稀后的不同密度的点云由于该P点应该在影像空间上有其同名点数据分析影像分辨率和点云密度之间的尺度关系P(假设未被遮挡)，(X，Y)可以看作是

7、对配准精度的影响。P对应的IiDAR点云空间上的同名点，不同的参数对应了一系列这样的同名点。由此可见，配准基元的选择和表达影像空间和LiDAR点云空间对应的同名点可以用直线段AB和来表达，而不需要直接在点1．1配准基元的选择云空间中寻找同名点，因此克服了LiDAR点云作为配准基元的特征必须满足待配准遥感数数据同名点选取困难的问题。据中具有明显、分布均匀和易提取的特性，且不受不同传感器数据的几何或辐射变形、噪声、场景变2基于共线方程的