机载LiDAR数据的建筑屋顶点云提取方法

为解决机载lidar点云数据建筑物提取精度不高的问题,首先分析了现有的基于机载lidar点云数据的建筑物提取方法；然后综合地形、树木、建筑物密度等对建筑物提取的影响,以德国斯图加特市法伊英根的lidar点云数据为例进行了建筑物提取实验；最后对提取结果进行了定量精度评定。结果表明,基于影像的机载lidar点云数据建筑物提取精度为93.1%；而基于数学形态学图像的处理方法和基于delaunay三角剖分的方法受建筑物形状和地形等限制较多,提取精度分别为87.6%和81.3%,说明基于影像的机载lidar点云数据建筑物提取方法的准确性较高,限制性条件较少。

针对目前机载lidar点云数据存在的数据组织效率低下以及不利于查询等问题,本文提出了一种基于体元的建筑物提取算法。首先,构建体元模型实现机载lidar数据的真三维描述;然后,计算局部邻域曲面拟合残差,将残差最小的体元视作种子体元;最后,根据局部邻域法向量夹角准则来实现种子体元的区域增长,从而获得建筑物点。本文选取isprs公开的点云滤波测试数据中的8种复杂场景进行实验,实验结果表明:本文算法不仅原理简单、容易实现,而且具有较好的鲁棒性,不会受地形以及建筑物类型和尺寸的限制,kappa系数达到80%以上,实现了复杂场景下建筑物的提取。

设计了一种采用多种策略的建筑脚点提取方法,针对建筑脚点提取中的两个关键步骤———数据分类和建筑脚点分割,分别提出和引入了邻近关系和r半径点密度,从仅反映单次反射的dsm数据中,直接提取出建筑表面点。

从机载雷达点云数据中快速准确提取建筑物是当前研究的难点和热点。在对现有建筑物点云提取方法充分研究和分析的基础上,本文提出了一种基于lidar点云的建筑物提取方法。首先根据建筑物的几何特性提取初始建筑物轮廓点;然后构建局部协方差矩阵计算点云分布特征,剔除非建筑物轮廓点;最后利用dbscan聚类算法对建筑物轮廓点聚类,以聚类结果为基础构建缓冲区,以缓冲区内所有建筑物轮廓点为初始种子点,采用圆柱体邻域进行多种子点区域增长,实现建筑物点云的提取。通过两组试验,共5组数据验证本文算法的性能。试验结果表明,该方法能够准确、有效地提取多层复杂的建筑物点云,效率高,且具有一定的适用性。

一座建筑物是不能没有屋顶的，同时屋顶的作用也非常重要。屋顶是建筑物发挥出其本身功能的重要保障，如果对建筑物进行施工的时候，屋顶的建设质量没有达到标准，就会使整个建筑物的使用价值都丢失，所以屋顶的施工技术是很重要的。本文主要对建筑屋中屋顶的施工进行分析，从平屋顶以及坡屋顶两个方面进行施工技术的阐述。

建筑屋顶主要有两种类型，分别为平屋顶以及坡屋顶，这两种屋顶都各具各的施工要点以及方法，施工人员这两种屋顶的施工技巧都要掌握，以便能够满足建设单位的要求，同时也能够使建筑屋顶变得更加的美观，最为重要的是能够使建筑性能更佳。本文主要是从平顶屋以及坡屋顶两方面来对建筑屋顶的施工要点及其方法进行了介绍，希望能够有所帮助。

针对建筑物立面几何模型构建的难题,该文提出了一套完整的建筑物立面提取方法。在车载-机载lidar点云数据精确配准的基础上,首先提取出机载建筑物的外轮廓线,通过设置轮廓线缓冲区实现立面点云分割,然后采用随机抽样一致性(ransac)平面探测算法探测建筑物主立面,最后结合立面语义规则及面片之间的拓扑关系构建建筑物立面的三维线框模型。实验结果表明,新方法能准确、有效地构建建筑物立面模型。

建筑屋顶节能方法

提出了顾及多面片建筑物模型拓扑关系的边界提取方法。针对多面片建筑物的特点并基于最小二乘法,设计了一套适合多面片建筑物的边界规则化方法,并生成了3维建筑物模型。实验证明,本文方法对于多面片建筑物模型的3维自动重建都是可行和有效的。

简述三种典型的利用lidar点云自动提取建筑物的方法。提出对建筑物提取结果的精度评价指标,并对三种方法的提取结果进行比较。结果表明基于dempster-shafer理论的建筑物自动提取方法最为稳健。

建筑屋顶讲解

机载激光雷达（lidar）数据是离散的三维点云,同一个建筑面的三维激光脚点具有随机分布的特性,并且由于建筑本身形状的多样性和复杂性,以及建筑物周围环境的复杂性,导致从lidar数据提取建筑物轮廓线变得更加困难。提取建筑物的轮廓线,最关键的就是提取lidar数据中建筑物的边缘点。文中提出一种改进的提取lidar点云数据边缘点方法：设定具体的半径和阈值,把lidar点云数据中存储的每个点作为圆心建立包裹圆,求得点云数据中其他点到该点的距离,并统计落在包裹圆内点的个数,通过每个包裹圆内点的个数跟设定的阈值进行比较,从而确定该点是否为边缘点。通过仿真发现,文中算法与alphashape算法相比,在保持边缘点提取效果的基础上,极大减少了运行时间,总体效率有了显著地提高。

如今的高层建筑屋顶形体复杂,如何准确地计算出作用在其上的风荷载值是每一位结构工程师都会遇到的问题。介绍的是作者的一种计算方法,仅供参考。

对原始lidar点云数据采用谢别德法进行内插生成规则格网的数据形式dsm,利用双次最小二乘法来进行滤波分离地面点云和非地面点云形成dtm,从而得到了规则化的dsm.采用区域增长法对规则化的dsm进行分割,去除非建筑物点云,获取建筑物点云信息.采用canny算子来将分割后的影像进行建筑物边缘的提取,采用基于hough变换检测直线来对提取出的建筑物边缘进行规则化操作使其光滑均匀,最后使用e3de3.0软件进行建筑物三维模型的建立.

机载激光雷达是dem生产和城市三维重建的重要技术手段之一。文章在现有滤波算法的基础上提出一种基于lidar影像分层的分割算法。该方法按照固定的高差间隔将dsm划分为不同高度的数据层;然后在不同的数据层中对图像目标进行分割,并计算各个图像目标的特征变化;最后分析影像分割在垂直方向上尺寸和形状的变化以及其中心位置的偏移,在此基础上完成建筑物的提取。结果表明上述方法可有效地提取大规模复杂的建筑物。

激光雷达技术(lidar)已广泛应用于数字高程模型(dem)的快速获取和三维城市模型的建立中,但仍有许多不足之处,需要做更深入的研究。本文介绍了一种新的建筑物提取方法,称之为fc-s法。该方法首先利用等高线特征进行滤波,从lidar数据内插的数字表面模型(dsm)中提取出dem,利用dsm与dem的高差阈值和dsm边缘特征参数去掉地面点和汽车等矮小物体,获得主要包含植被和建筑物的地物点群,然后对地物点群进行分割,利用二次梯度和面积等参数去掉植被点,并采用迭代逼近的方法精化建筑物。文章通过实验对所提方法进行验证,并借助高分辨率的航空影像对建筑物提取结果进行评估,评估结果表明该方法能够在地形起伏的区域中较准确地提取出建筑物。

第一节坡屋顶构造 一坡屋顶的承重结构 1承重结构类型： 横墙承重：适用于开间为4.5m以内、尺寸较小的房间，如住宅、宿舍、旅 馆等建筑。 屋架承重：多用于要求有较大空间的贱种，如食堂、教学楼等。 梁架承重。：我国的传统结构形式，可以简称为木框架。 坡屋顶的承重结构类型 (a)横墙承重；(b)屋架承重；(b)梁架承檩式屋架 2承重结构构件： 1）屋架 屋架形式常为三角形，由上弦、下弦及腹杆组成，所用材料有木材、钢材及 钢筋混凝土等。木屋架一般用于跨度不超过12m的建筑；将木屋架中受拉力的下 弦及直腹杆件用钢筋或型钢代替，这种屋架称为钢木屋架。钢木组合屋架一般用 于跨度不超过18m的建筑；当跨度更大时需采用预应力钢筋混凝土屋架或钢屋 架。 2）檩条 檩条所用材料可为木材、钢材及钢筋混凝土，檩条材料的选用一般与屋架所 用材料相同，使两者的耐久性接近。 3承重结构布

本论文介绍了一种基于机载lidar技术,快速获取建筑物三维模型的快速构建方法。首先,将高密度的点云数据通过滤波及相应的数学算法,得到了建筑物的点云信息；其次,利用获取到的点云数据对特征点进行精细提取,分别构建特征线与特征面,采用7参数建筑物模型的方法,实现了建筑物的三维建模；最终,利用这种方法得到了场景中所有建筑物的快速重建。

机载激光扫描系统是集成了gps、惯性导航系统(ins)和扫描激光测距系统并利用飞机作为运行平台,来获取地面的三维位置,进而快速生成数字表面模型(dsm).随着机载扫描激光测距系统的不断完善和发展,获取城市dsm数据也变得越来越快速,而且方便和经济可靠,地面激光点的密度也大大提高.目前国外激光扫描系统的激光点密度一般都达到了1～20点/m2,因此利用机载激光扫描系统获取的城市dsm提取建筑物也渐渐受到重视.利用激光扫描数据提取建筑物可以分为两大类,第一类是单纯以获取的机载激光测距数据来提取建筑物,第二类是融合激光测距数据和其他相关信息的建筑物提取,如融合航空影像、融合ikonos高分辨率卫星影像来提取建筑物.本文对国际上利用机载激光扫描测距数据进行建筑物提取的最新研究进展进行了一些分析,同时也给出了应用我国研制的机载激光扫描数据提取建筑物的试验研究和初步结果.

针对屋顶造型在大空间建筑造型设计中的重要地位,从几何造型和仿生造型两方面探讨了大空间建筑屋顶的造型,并在此基础上总结了三种可以运用在大空间建筑屋顶造型上的造型手法,以供参考借鉴。

提出一种从机载lidar点云数据中自动提取建筑物平面的方法。给出了基于边长约束的三角形生长算法对建筑物初始区域进行提取,针对提取出的建筑物脚点,利用自适应meanshift方法在特征空间中对其进行聚类分析,并提取出平面目标,最后利用alpha-shape算法生成建筑物平面的轮廓线。通过实验证实了方法的有效性。

现代建筑屋顶与建筑的自然通风——结合自然通风的基本原理和国外的一些建筑实例，分析了现代建筑屋顶在建筑。各种自然通风系统中的作用。提出了屋顶应采取的相关构遣措施，以节约建筑能耗，保护人类身心健康。