大規(guī)模LiDAR數(shù)據(jù)的建模方法與應(yīng)用研究.pdf

1、機載激光雷達(LightDetectionAndRanging,LiDAR)技術(shù)使獲取海量地形數(shù)據(jù)變得越來越容易。隨著應(yīng)用的深入,經(jīng)常需要對一個大面積區(qū)域構(gòu)建數(shù)字地面模型
　　 (DigitalTerrainmodel,DTM)。由于某些應(yīng)用領(lǐng)域的存儲限制和計算能力限制,對大規(guī)模LiDAR點云數(shù)據(jù)構(gòu)TIN(TriangulatedIrregularNetwork,TIN)面臨著巨大的挑戰(zhàn):內(nèi)存限制。如何有效地利用計算機資源更快更

2、好地構(gòu)建Delaunay三角網(wǎng)(D-TIN)并進行三維顯示成為迫在眉睫的任務(wù)。本文的主要目標是尋求提高大規(guī)模LiDAR數(shù)據(jù)構(gòu)TIN算法的時間效率與地形可視化的有效途徑。本文的研究工作主要工作包括以下幾個方面:
　　 (1)分析LiDAR數(shù)據(jù)的特點和數(shù)據(jù)組織方式；總結(jié)了基于LiDAR數(shù)據(jù)的數(shù)字高程模型(DigitalElevationModle,DEM)的建立方法以及所面臨的問題；討論了利用LiDAR數(shù)據(jù)具有高度空間連貫性的特點來

3、改善構(gòu)TIN算法的時間效率的可能性。
　　 (2)介紹了Delaunay三角形的概念以及其特點。介紹了構(gòu)造D-TIN的經(jīng)典的逐點插入算法的算法思想和實現(xiàn)步驟,以及局部優(yōu)化的概念和思想。同時,比較了幾種面向地理的三維空間模型優(yōu)缺點,介紹了面向?qū)ο蟮慕７椒ā?br>　　 (3)對目前國際上先進的“Isenburg基于流處理的三角網(wǎng)生成算法”進行了較深入的研究。其中,對網(wǎng)格流生成算法、穩(wěn)定三角形判定算法進行了較仔細的分析總結(jié),給出

4、了算法流程；在三角形局部優(yōu)化方面,分析了以有向邊作為優(yōu)化著眼點的LOP算法,在此基礎(chǔ)上引入Qi函數(shù)對該算法進行了改進；將生成的TIN信息以O(shè)BJ格式保存,提高了可移植性與通用性；利用VC++6.0對以上算法進行了實現(xiàn),并將優(yōu)化后的算法與經(jīng)典的逐點插入算,基于四叉樹的逐點插入算法進行了比較,得出該算法的時間復(fù)雜度在一般情況下接近于,并對時間復(fù)雜度進行了分析。
　　 (4)為了快速真實地模擬地形,本文針對現(xiàn)有三維建模的技術(shù)特點嘗試了