無(wú)人機(jī)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(lái)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(huì)活動(dòng)等諸多因素的影響，山洪災(zāi)害已成為造成我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(diǎn)及難點(diǎn)。
　　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(duì)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(shí)時(shí)獲取的需求。因此本文將無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用到山洪災(zāi)害調(diào)查中，并對(duì)應(yīng)用中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，

2、旨在實(shí)現(xiàn)由激光點(diǎn)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(diǎn)高程等成果數(shù)據(jù)。本文的主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　(1)依托中國(guó)水利水電科學(xué)研究院的《全國(guó)山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)示范應(yīng)用》項(xiàng)目，結(jié)合欒川縣無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)，研究了無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)獲取流程、點(diǎn)云處理方法與流程，給出了一套由原始激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)自動(dòng)獲取山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)要素（包括河道斷面、居民戶輪廓及中心點(diǎn)高程等）的方法與完整流程。
　　

3、(2)針對(duì)海量點(diǎn)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(shí)現(xiàn)地面點(diǎn)云與非地面點(diǎn)云的自動(dòng)分類，并通過(guò)示范區(qū)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)方法進(jìn)行定性及定量分析，驗(yàn)證了方法的有效性。
　　(3)針對(duì)濾波后的地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)，給出了河道斷面自動(dòng)獲取的完整流程及詳細(xì)步驟，并結(jié)合TPS插值實(shí)現(xiàn)了河道斷面的批量獲取。此外還將基于RTK測(cè)量、航拍解算與點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取的斷面成果進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明基于點(diǎn)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(duì)無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)獲取的建筑物點(diǎn)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(jìn)行建筑物點(diǎn)云的自動(dòng)提取，并對(duì)初始參數(shù)及法向量取值范圍進(jìn)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(diǎn)高程。
　　(5)針對(duì)獲取的河道斷面、居民戶中心點(diǎn)高程以及統(tǒng)計(jì)的歷史洪痕點(diǎn)信息，將居民點(diǎn)高程沿河道進(jìn)行糾正并統(tǒng)計(jì)人口信息，最終獲得了沿河分布的居民點(diǎn)高程及人口分布結(jié)果。
　　(6)采用