利用迁移学习的机载激光雷达点云分类 被引量：30

1

作者 赵传 张保明 +2 位作者 余东行 郭海涛 卢俊 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1601-1612,共12页

为解决现有机载激光雷达点云分类方法存在难以在获得较高精度的点云分类结果的同时降低分类过程所需时间等问题,提出了一种利用迁移学习的机载激光雷达点云分类方法。首先,计算点云的归一化高程、强度和法向量三个特征,通过设置不同邻... 为解决现有机载激光雷达点云分类方法存在难以在获得较高精度的点云分类结果的同时降低分类过程所需时间等问题,提出了一种利用迁移学习的机载激光雷达点云分类方法。首先,计算点云的归一化高程、强度和法向量三个特征,通过设置不同邻域大小,利用所提出的点云特征图生成策略生成多尺度点云特征图;然后,利用预训练的深度残差网络从每个点的多尺度点云特征图提取其多尺度深度特征;最后,为了实现快速地训练,构建仅包含两层全连接神经网络模型,再利用训练好的模型对点云进行分类。两组ISPRS提供的标准点云数据集的试验结果表明:提出的方法所需训练时间少,分类结果的整体精度为89.6%,较ISPRS官网上所报道的最佳点云方法分类精度高4.4%。分类结果可为机载激光雷达点云的后续处理与应用提供可靠的信息。 展开更多

关键词 迁移学习 特征图 分类 机载激光雷达点云

下载PDF 职称材料

基于机载LiDAR点云的电力线自动提取 被引量：13

2

作者 李晓峰 胡川 +2 位作者 尹洪 熊伯韬 龙飞 《计算机测量与控制》 2018年第7期220-224,共5页

基于机载激光雷达数据提出了一种在林区中电力线自动提取方法,该方法是基于统计分析和二值化图像处理技术设计。首先采用高度阈值,分离出电力线候选数据集,并采用一组标准(例如,高度标准,密度标准和直方图阈值)来对候选集进行统计分析,... 基于机载激光雷达数据提出了一种在林区中电力线自动提取方法,该方法是基于统计分析和二值化图像处理技术设计。首先采用高度阈值,分离出电力线候选数据集,并采用一组标准(例如,高度标准,密度标准和直方图阈值)来对候选集进行统计分析,选择电力线的候选点;然后将候选点转化为二值化图像,并进行形态学优化,采用基于图像的处理技术,利用渐进概率霍夫线性变换对图像进行直线分割;最后将分割出来的电力线二值化图像转换成三维点云,并利用区域增长精细化提取电力线点云;使用不同林区环境下的4组机载激光雷达数据进行实验,实验结果表明,算法在林区环境下能够完整地提取出电力线,且电力线分类精度较高,对于电力巡线具有较高的利用价值。 展开更多

关键词 机载激光雷达点云 电力线提取 渐进概率霍夫变换

下载PDF 职称材料

整合迁移学习与全卷积网络的小样本机载激光雷达点云分类 被引量：13

3

作者 雷相达 王宏涛 赵宗泽 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第16期132-143,共12页

针对基于深度学习的机载激光雷达(LiDAR)点云分类方法训练时间长、对样本数据需求量较大等问题,提出了一种整合迁移学习与全卷积神经网络(FCN)的小样本机载LiDAR点云分类方法。首先,对机载LiDAR点云的光谱信息进行补充,并提取点云数据... 针对基于深度学习的机载激光雷达(LiDAR)点云分类方法训练时间长、对样本数据需求量较大等问题,提出了一种整合迁移学习与全卷积神经网络(FCN)的小样本机载LiDAR点云分类方法。首先,对机载LiDAR点云的光谱信息进行补充,并提取点云数据的归一化高程、强度值和植被指数特征构建三通道点云特征图。然后,通过设置不同的邻域大小和投影方向,生成多尺度和多投影特征图,并采用密集连接网络DenseNet201预训练模型提取多尺度、多投影深度特征。最后,通过池化操作提取深度特征中的全局特征,用FCN进行初步分类后基于图割优化策略实现机载LiDAR点云的高精度分类。在标准测试数据集上的实验结果表明,在训练样本数量约占数据集1.4%的情况下,本方法的总体分类精度可达到89.91%。 展开更多

关键词 遥感 机载激光雷达点云 光谱数据 迁移学习 小样本 图割优化

原文传递

高精度DEM建模的加权径向基函数插值方法 被引量：4

4

作者 高原 朱娅男 +2 位作者 陈传法 胡占占 胡保健 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1373-1379,共7页

在数字高程模型(digital elevation model,DEM)建模过程中,经典空间插值方法均没有考虑断裂线附近的局部地形特征影响,使得断裂线局部区域高程被平滑,从而导致地形特征失真。为了解决该问题,构造了一种顾及断裂地形特征的定权方法,并以... 在数字高程模型(digital elevation model,DEM)建模过程中,经典空间插值方法均没有考虑断裂线附近的局部地形特征影响,使得断裂线局部区域高程被平滑,从而导致地形特征失真。为了解决该问题,构造了一种顾及断裂地形特征的定权方法,并以径向基函数(radial basis function,RBF)为插值算子,提出了加权径向基函数方法。首先通过捕捉每个采样点的结构张量,自适应计算采样点与待求点的距离,然后利用该距离对每个采样点赋予合适的权重,最后利用加权插值实现DEM建模。以10组国际摄影测量和遥感学会公共数据和1组山体滑坡区域的机载激光雷达点云数据为例,利用所提方法构建样区DEM,并将计算结果与标准RBF及传统插值算法(如反距离加权法、克里金法、约束不规则三角网法)进行比较。精度分析表明,不论采样点数为多少,所提方法计算精度均优于其他插值方法;对DEM山体阴影图分析表明,相较于传统插值方法,所提方法能较好地保持断裂线局部地形特征。 展开更多

关键词 数字高程模型 断裂线 径向基函数 插值 机载激光雷达点云

原文传递

泥石流沟谷地形的机载激光雷达点云滤波算法对比

5

作者 王泽华 甘淑 +1 位作者 吕杰 杨在松 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期770-777,共8页

为探究不同滤波算法对泥石流沟谷复杂地形机载激光雷达点云数据处理的普适性,选取昆明市东川区大白泥河沟作为研究区,采用改进的渐进加密三角网滤波(IPTDF)、布料模拟滤波(CSF)、基于坡度的滤波(SBF)3种常用滤波算法对研究区内的15个样... 为探究不同滤波算法对泥石流沟谷复杂地形机载激光雷达点云数据处理的普适性,选取昆明市东川区大白泥河沟作为研究区,采用改进的渐进加密三角网滤波(IPTDF)、布料模拟滤波(CSF)、基于坡度的滤波(SBF)3种常用滤波算法对研究区内的15个样本机载激光雷达点云数据进行滤波试验,结合国际摄影测量和遥感学会提出的交叉表评价体系对滤波的结果进行量化分析,探究坡度、植被覆盖度两类因素与滤波精度之间的关系.结果表明,当地形平坦、坡度较小时(样本1、2、6、7、10),IPTDF、SBF和CSF算法的平均总误差分别为8.73%、8.81%、8.90%,数值上十分接近,3种算法都能达到分类地面点的目的,当地形复杂,坡度较大时(样本5、8、9、12、14),IPTDF、SBF和CSF算法的平均总误差分别为13.4%、36.4%、30.2%,CSF与SBF算法在地形复杂的陡壁区域精度较低,IPTDF算法平均总误差远低于其他两种算法,能够很好地适应泥石流沟谷的复杂地形地貌特征;研究区内坡度和植被覆盖度呈显著正相关,坡度和植被覆盖度对CSF和SBF的误差影响较为明显,各算法Ⅰ类误差和总误差整体上随着坡度的增大而增加,且在植被覆盖度近似的样本内,坡度越大的区域各算法总误差也越大. 展开更多

关键词 滤波算法 泥石流沟谷 机载激光雷达点云 坡度 植被覆盖度 误差分析

下载PDF 职称材料

一种机载LiDAR点云电力线自动提取和重建方法 被引量：4

6

作者 黄漪 《铁路计算机应用》 2020年第5期27-32,共6页

针对机载激光雷达(LiDAR,Light Detection and Ranging)铁路电力线点云特性,尤其是水平投影近似重叠的情况,提出一种电力线自动提取的方法。结合直线拟合法、成分分析法和Hough变换法计算电力线在XOY平面走向;利用空间距离聚类方法将水... 针对机载激光雷达(LiDAR,Light Detection and Ranging)铁路电力线点云特性,尤其是水平投影近似重叠的情况,提出一种电力线自动提取的方法。结合直线拟合法、成分分析法和Hough变换法计算电力线在XOY平面走向;利用空间距离聚类方法将水平投影近似重叠的2股点云分离开来;采用Davis-Bouldin指标的最佳聚类数判定方法,自动计算电力线条数;利用K-means聚类方法将单根电力线点云提取出来;并基于二次多项式的最小二乘拟合方法确定电力线模型参数,进行三维重建。实验证明,该方法能够达到较高的拟合精度,尤其对水平投影近似重叠且有中断的点云,拟合效果较好。 展开更多

关键词 机载激光雷达点云 电力线 K-MEANS聚类 Davis-Bouldin指标 三维重建

下载PDF 职称材料

基于布料模拟与空间向量投影的组合滤波算法

7

作者 桑玉田 姜柳 《北京测绘》 2023年第6期835-839,共5页

针对通过单一的机载激光雷达(LiDAR)点云滤波算法难以生成高质量的数字高程模型(DEM)的问题,本文提出了一种结合布料模拟滤波(CSF)算法与基于空间向量投影后处理的组合滤波算法。该组合滤波算法一方面能够有效剔除影响DEM构建的近地面点... 针对通过单一的机载激光雷达(LiDAR)点云滤波算法难以生成高质量的数字高程模型(DEM)的问题,本文提出了一种结合布料模拟滤波(CSF)算法与基于空间向量投影后处理的组合滤波算法。该组合滤波算法一方面能够有效剔除影响DEM构建的近地面点,同时避免过滤波。首先,对原始机载LiDAR点云进行粗差剔除并通过CSF算法获取初始地面点;其次,以初始地面点中任意激光点为起点并以邻域格网内最低点为终点构建向量,判断所有向量的Z方向投影累加结果与设置阈值大小,进而判断当前激光点类别。为了对本文提出组合滤除算法的有效性与优越性进行检验,通过两组不同地形的机载LiDAR点云数据进行实验,结果表明本文提出组合滤波算法滤波结果较单一滤波算法的点云滤波精度更高,受地形条件限制较小,具有较高的稳定性与适用性。 展开更多

关键词 机载激光雷达点云 布料模拟滤波 空间向量投影 格网化 数字高程模型

下载PDF 职称材料

激光雷达点云电力线自动提取算法 被引量：3

8

作者 李德友 李彩林 +1 位作者 李祥珅 王柏涛 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2021年第6期33-38,共6页

针对当前电力线提取方法自动化程度和精度不高的问题,本文从点云数据的空间分布特征出发,提出了一种高效的电力线自动提取方法。首先基于自然裂点法,将点云数据按高程分类后去除地面点;然后对数据进行空间划分,基于子空间的点密度及空... 针对当前电力线提取方法自动化程度和精度不高的问题,本文从点云数据的空间分布特征出发,提出了一种高效的电力线自动提取方法。首先基于自然裂点法,将点云数据按高程分类后去除地面点;然后对数据进行空间划分,基于子空间的点密度及空间结构特征的差异化,利用地物分割算法去除电塔点和残留的植被点;最后利用基于欧氏距离分割的电力线自动检测算法,实现单根电力线的快速、高精度提取。提取结果和拟合试验表明,该方法能在复杂地形下实现电力线的自动提取,极大提高了电力线的提取效率和精度。 展开更多

关键词 机载激光雷达点云 电力线提取 分段统计 欧氏距离分割 自动检测

下载PDF 职称材料

机载激光雷达点云在高植被山区数据处理中的应用研究 被引量：3

9

作者 陈小雁 闻丽佳 《工程建设与设计》 2019年第18期242-243,共2页

介绍了机载激光雷达技术的基本概况,以江西省奉新县境内获取的机载激光点云为例,浅谈点云在植被深厚地区的数据分类处理及地形图成图技术,通过这一典型案例,论证了机载激光雷达点云在植被深厚地区极大地减少了外业工作量,缩短了作业工期... 介绍了机载激光雷达技术的基本概况,以江西省奉新县境内获取的机载激光点云为例,浅谈点云在植被深厚地区的数据分类处理及地形图成图技术,通过这一典型案例,论证了机载激光雷达点云在植被深厚地区极大地减少了外业工作量,缩短了作业工期,解决了传统航空摄影测量技术在植被深厚且茂密地区应用的技术难题,使地形图的高程精度得到了很大的提升。 展开更多

关键词 机载激光雷达点云 植被深厚 数据处理 高精度

下载PDF 职称材料

基于CAFF-PointNet的机载LiDAR点云语义分割 被引量：2

10

作者 赖鸣 赵健康 +2 位作者 刘传奇 崔超 龙海辉 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第20期480-489,共10页

针对机载LiDAR点云中几何结构复杂和不同地物尺度变化大导致小目标点云分类准确率低的问题,本文提出了一种基于通道注意力机制进行多尺度特征融合的卷积神经网络。首先,通过球形邻域计算点云的平面度、线性度、法向量以及本征熵等浅层... 针对机载LiDAR点云中几何结构复杂和不同地物尺度变化大导致小目标点云分类准确率低的问题,本文提出了一种基于通道注意力机制进行多尺度特征融合的卷积神经网络。首先,通过球形邻域计算点云的平面度、线性度、法向量以及本征熵等浅层几何特征,并将其与网络提取的深层次语义特征进行融合,增强模型对点云几何结构的感知能力;其次,设计基于通道注意力机制的多尺度特征融合模块,学习特征融合的权重系数,使网络可以自适应调整不同尺度目标的感受野大小,实现对不同尺度信息的筛选,进而提高小尺度目标的分类精度。实验结果表明,与其他模型相比,本文模型在ISPRS机载LiDAR点云上的平均F_(1)分数为72.2%,且对电力线和汽车类别均取得了最高的分类精度,F1分数分别为64.3%和79.9%。 展开更多

关键词 遥感 机载激光雷达点云 深度学习 注意力机制 特征融合 语义分割

原文传递

基于大数据技术的机载激光雷达点云分类与建模研究 被引量：5

11

作者 姚娟 周远舟 《激光杂志》 北大核心 2019年第12期155-158,共4页

针对传统机载激光雷达点云数据分类建模方法存在的占用内存较大、运行时间较长等问题,提出一种大数据技术的机载激光雷达点云分类与建模方法。首先对当前机载激光雷达点云分类与建模方研究现状进行分析,指出各种机载激光雷达点云分类与... 针对传统机载激光雷达点云数据分类建模方法存在的占用内存较大、运行时间较长等问题,提出一种大数据技术的机载激光雷达点云分类与建模方法。首先对当前机载激光雷达点云分类与建模方研究现状进行分析,指出各种机载激光雷达点云分类与建模方法的不足,然后引入大数据技术中的贝叶斯估计算法和包围盒法对机载激光雷达点云进行分类与建模,最后进行了机载激光雷达点云分类与建模的仿真测试,结果表明,方法提高了机载激光雷达点云分类精度,减少了机载激光雷达点云分类时间。 展开更多

关键词 机载激光雷达 点机载激光雷达点云数据分类 建模技术 贝叶斯估计 包围盒法集

下载PDF 职称材料

一种面向森林区域的全波形激光雷达数据全链路仿真方法 被引量：2

12

作者 杨舒琪 岳春宇 杨居奎 《航天返回与遥感》 CSCD 2020年第1期113-123,共11页

星载全波形激光雷达森林回波仿真,普遍使用的“混合几何光学辐射传输模型”,在建立目标场景时输入参数多而复杂,难以获取,且多依赖经验公式。针对上述问题,文章利用机载激光雷达点云数据,提取目标区域森林植被特征参数及地面高程参数,... 星载全波形激光雷达森林回波仿真,普遍使用的“混合几何光学辐射传输模型”,在建立目标场景时输入参数多而复杂,难以获取,且多依赖经验公式。针对上述问题,文章利用机载激光雷达点云数据,提取目标区域森林植被特征参数及地面高程参数,实现目标场景输入参数去经验式获取,并追踪传感器发射脉冲、脉冲光束与地面物体交互作用、接收回波全过程,建立包括传感器模型、目标植被模型、回波模型在内的激光雷达全链路仿真模型,为跨区域快速建模提供依据。对实验区域采集的机载激光雷达点云数据进行仿真得到模拟全波形激光雷达森林回波波形,并将模拟波形与机载激光雷达点云数据直接生成的拟大光斑波形进行比较;再将模拟波形与对应区域的GLAS波形进行对比分析,二者相关系数高于0.80,验证了模型的有效性。 展开更多

关键词 全波形激光雷达 机载激光雷达点云数据 全链路仿真模型 混合几何光学辐射传输模型 地球科学激光测高系统 航天遥感

下载PDF 职称材料