Geoinformatik und Geostatistik: Ein Überblick

Eine Methode zur Profilkurvenanpassung für die automatische Dammextraktion auf der Grundlage von LiDAR-Punktdaten

Yao Chunjing, Zhou Qihang und Zhang Jiyong

In diesem Artikel wird ein automatischer Algorithmus zur Dammextraktion vorgeschlagen, der als polynomische Kurvenanpassung bezeichnet wird. Diese Methode basiert auf der Filterung von LiDAR-Punktwolken und der Analyse räumlich-geometrischer Verteilungsmerkmale. Der Kerngedanke besteht in den folgenden Schritten: Zuerst werden Referenzvektoren aus dem Wasserprofil (luftgestütztes LiDAR)
oder der Fahrzeugtrajektoriendatei (mobiles LiDAR) ermittelt. Dann wird ein Abschnitt mit einer bestimmten Breite entlang der Dammrichtung erstellt und die aktuellen Punkte in diesem Abschnitt werden in den zweidimensionalen Raum projiziert, der vertikal zur Dammrichtung verläuft. Anschließend werden die projizierten Punkte entlang der horizontalen Achse in mehrere Segmente unterteilt und
in jedem kleinen Segment nach einem teilweise tiefsten Punkt gesucht. Anschließend können die zweidimensionalen Polynomkoeffizienten mit der Methode der kleinsten Quadrate berechnet werden. Zuletzt wird die Distanz zwischen dem Punkt im Dammabschnitt und der Anpassungskurve berechnet. Der aktuelle Punkt kann als Dammpunkt beurteilt werden, wenn diese Distanz zur Kurve kleiner als der angegebene Schwellenwert ist, andernfalls nicht. Das Experiment mit den Fahrzeug-LiDAR-Daten des JingJiang-Staudamms zeigt, dass diese Methode Dammpunkte effektiv extrahieren kann und die Genauigkeit besser als 0,16 m sein kann.