礦區機載激光點云數學形態學濾波及DEM構建算法

蔡尚書

(山東科技大學測繪科學與工程學院)

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礦區機載激光點云數學形態學濾波及DEM構建算法

蔡尚書

(山東科技大學測繪科學與工程學院)

機載激光測量系統能夠快速、精確地獲取大面積區域的三維空間信息，是礦山地表沉陷調查的重要手段。以某礦區為例，采用國際攝影測量與遙感協會提供的參考數據，利用漸進式多尺度數學形態學濾波算法，從點云數據中提取出分布于地面上的點云，并構建了數字高程模型(Digital elevation model,DEM)。試驗表明：該算法可有效提取復雜區域的地面點云數據，并可構建滿足精度要求的DEM。

機載激光點云 數學形態學濾波 DEM

在礦區使用機載激光雷達點云構建的DEM能夠提取出礦山地表沉陷的幾何特征信息和空間信息，可為礦區地質環境問題防治提供可靠依據[1]。如何從原始點云數據中快速、準確地提取出地面點，進而構建高精度的DEM一直是點云數據處理的熱點和難點。目前，學者們分別采用了數學形態學法[2]、不規則三角網法[3]、最小二乘線性內插法[4]以及坡度變化法[5]對點云濾波提取地面點的方法進行了大量研究，取得了一定的成效。本研究在分析上述成果的基礎上，采用漸進式多尺度數學形態學濾波算法對某礦區地面點云數據進行濾波，以提取出點云信息并構建DEM。

1 漸進式多尺度數學形態學濾波

1.1 濾波原理

數學形態學定義了腐蝕、膨脹2種基本運算方式。基于灰度圖像的腐蝕和膨脹運算是在結構元素定義的鄰域內選擇圖像像素值與結構元素作用后的最小或最大像素值[6]。……