基于LiDAR的建筑物震害分析.pdf

1、激光雷達技術（LiDAR）是近年來在攝影測量與遙感領域發(fā)展起來的新型技術，在地震災后評估工作中的應用仍處于探索及起步階段，但已經展現出巨大的應用潛力。本文從震害評估的需求出發(fā)，基于地面LiDAR技術，深入研究了地震災區(qū)建筑物點云數據采集及處理的方法，在此基礎上進行震害信息提取及聯(lián)合分析。主要研究內容總結如下：
　　1．傳統(tǒng)方法的適應性改進與提高。研究了利用地面 LiDAR設備開展測量工作的框架和關鍵方法，針對震害建筑物點云形狀不規(guī)

2、則、數據冗余度較高及噪聲較多的特點，本文通過改進傳統(tǒng)點云數據處理算法的關鍵參數，給出了合理的兼顧數據處理效率及效果的算法閾值，通過實驗檢驗算法組合的有效性，實現了震害建筑物點云數據的高效處理。
　　2.首次提出實驗性點云震害定量分析模型。提出了基于地面LiDAR的建筑物形狀分析模型（TLS-BSAM），用于完成建筑物震害程度識別和分析。該模型融合了邊緣提取、形狀聚類及判別分析方法，有效解決了建筑物等高多邊形序列提取，形狀離散參數提

3、取、不規(guī)則建筑物區(qū)塊分割和震害分析等問題。模型給出了建筑物等高多邊形序列最優(yōu)采樣間隔0.5~1m，最大限度保存建筑物震害特征以實現基于離散點云的形狀分析。提出了等高多邊形的長寬比r、傾斜方向θ、矩形度R、緊致度C和中心點位置x，y等特征參數，并通過KMeans聚類方法，實現不規(guī)則建筑物區(qū)塊準確分割，通過對各參數進行加權平均提取形狀離散參數可有效表達建筑物單體破壞狀況的特征。其中傾斜方向、矩形度、緊致度和中心點能較好地反映建筑物的破壞情況

4、，該模型通過建立判別函數對現有建筑物樣本震害程度識別效果較理想。
　　3．拓展點云應用，提高精度。利用面向對象方法，將點云高程、回波次數及回波強度信息等做為特征參數，豐富了傳統(tǒng)建筑物特征描述因子，并結合點云的光譜特征構建了建筑物信息提取規(guī)則集，闡述了基于點云數據的面向對象方法提取建筑物的關鍵流程，實現了高精度的建筑物信息提取，與實地調查結果相比，提取精度可達90％以上。
　　4．建立理論基礎，提供新思路與方法?；贚iDAR