無人機LiDAR在山洪災(zāi)害調(diào)查中的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用.pdf

1、近年來由于特殊的區(qū)域地理環(huán)境、極端災(zāi)害性天氣及人類社會活動等諸多因素的影響，山洪災(zāi)害已成為造成我國經(jīng)濟損失以及人員傷亡的主要災(zāi)種，也是當(dāng)前防洪減災(zāi)工作研究的重點及難點。
　　開展山洪災(zāi)害調(diào)查工作可以為山洪災(zāi)害頻發(fā)區(qū)提供重要的基礎(chǔ)資料，對防災(zāi)減災(zāi)具有十分重要的意義。傳統(tǒng)的山洪災(zāi)害調(diào)查方法作業(yè)效率低、特殊地區(qū)可用資料少且難以滿足數(shù)據(jù)實時獲取的需求。因此本文將無人機激光雷達技術(shù)應(yīng)用到山洪災(zāi)害調(diào)查中，并對應(yīng)用中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，

2、旨在實現(xiàn)由激光點云數(shù)據(jù)快速批量地獲取山洪災(zāi)害調(diào)查所需的河道斷面、居民戶輪廓及中心點高程等成果數(shù)據(jù)。本文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點如下：
　　(1)依托中國水利水電科學(xué)研究院的《全國山洪災(zāi)害調(diào)查評價無人機遙感技術(shù)示范應(yīng)用》項目，結(jié)合欒川縣無人機激光雷達數(shù)據(jù)，研究了無人機激光雷達數(shù)據(jù)獲取流程、點云處理方法與流程，給出了一套由原始激光點云數(shù)據(jù)自動獲取山洪災(zāi)害調(diào)查評價要素（包括河道斷面、居民戶輪廓及中心點高程等）的方法與完整流程。
　　

3、(2)針對海量點云數(shù)據(jù)，提出一種基于格網(wǎng)的高程逐步迭代濾波方法實現(xiàn)地面點云與非地面點云的自動分類，并通過示范區(qū)實測數(shù)據(jù)及國際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對方法進行定性及定量分析，驗證了方法的有效性。
　　(3)針對濾波后的地面點云數(shù)據(jù)，給出了河道斷面自動獲取的完整流程及詳細步驟，并結(jié)合TPS插值實現(xiàn)了河道斷面的批量獲取。此外還將基于RTK測量、航拍解算與點云數(shù)據(jù)獲取的斷面成果進行了對比分析，結(jié)果表明基于點云數(shù)據(jù)獲取的河道斷面能夠很好的反映地形起伏，滿

4、足山洪災(zāi)害調(diào)查的精度要求。
　　(4)針對無人機激光雷達獲取的建筑物點云呈現(xiàn)的特征，應(yīng)用基于法向量的模糊C均值聚類法進行建筑物點云的自動提取，并對初始參數(shù)及法向量取值范圍進行了設(shè)置，然后基于該結(jié)果采用構(gòu)網(wǎng)及設(shè)定閾值獲取了居民戶輪廓及中心點高程。
　　(5)針對獲取的河道斷面、居民戶中心點高程以及統(tǒng)計的歷史洪痕點信息，將居民點高程沿河道進行糾正并統(tǒng)計人口信息，最終獲得了沿河分布的居民點高程及人口分布結(jié)果。
　　(6)采用