趙鍵哲臺灣大學：土木工程學研究所黃國彥Huang, Ku-YenKu-YenHuang2007-11-252018-07-092007-11-252018-07-092005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/50549光達系統為一新興點位三維幾何資訊收集利器，光達掃瞄點位為一離散型資料，必須藉助資料處理實施特徵萃取或分類，方能供後續使用。不論空載光達或地面光達其點雲資料數量皆十分龐大，隱含在其中的空間幾何特徵需經由有效的萃取演算法及適當的電腦計算效能方可順遂地完成特徵萃取之任務。 本研究使用三維網格框架置入點雲資料，藉網格編號界定點雲間位相關係，並以區域成長法搜尋近似平面參數，其後經由迭代式霍夫轉換萃取較精確之平面特徵。其平面特徵可進而衍生交線、交點特徵。經過實驗顯示，結合三維網格及迭代式霍夫轉換萃取特徵之結構化處理的確可行，並藉由誤差傳播可解算成功萃取之平面特徵、線特徵與交點特徵精度，提供特徵物於物空間之位置、幾何及理論精度供後續使用。LiDAR systems have recently emerged as efficient tools for collecting geo-spatial information. Due to the discrete nature of point cloud, regardless of ground-based or airborne LiDAR systems, series of processes via designed algorithms and aids from the computer power on the data must be imposed before any features or information can be revealed. This research employs 3-D grid structure well addressing point cloud into 3-D topology, regional growing for hypothesizing planes, and iterated Hough Transform for refining the plane-features. Line features and point features can then be derived based on the previous solution on plane extraction. The experimental results show that the proposed structuralization scheme is applicable and the extracted features are to be satisfactorily utilized for relevant applications.摘要 ...................................................一 英文摘要 ...............................................二 致謝...................................................三 目錄 ...................................................四 圖目錄 ................................................七 表目錄 ...............................................十 第一章 前言 .......................................... 1 § 1-1 研究動機與目的 ................................. 1 § 1-2 相關研究 ....................................... 3 § 1-3 研究方法與流程 ................................. 5 § 1-4 論文架構 ....................................... 7 第二章 研究方法 ..................................... 9 § 2-1 光達點雲資料之三維網格結構 ..................... 9 § 2-2 點雲資料最適平面參數解算 ...................... 12 § 2-2-1 嚴密的平面參數求解模式 ................... 12 § 2-2-2 線性的平面參數求解模式 ................... 15 § 2-3 三維網格搭配區域成長法解算近似平面參數 ........ 17 § 2-4 霍夫轉換偵測平面特徵 .......................... 22 § 2-4-1 迭代式霍夫轉換偵測平面特徵 ............... 23 § 2-5 迭代式霍夫轉換平面特徵偵測後處理 .............. 26 § 2-5-1 以區域成長法剔除較遠之誤判點 ............. 28 § 2-5-2 範圍均等之交線上點雲資料重覆點再分類 ..... 29 § 2-5-3 範圍不均等之交線上點雲資料重覆點再分類 ... 33 五 § 2-6 交線特徵萃取 .................................. 36 § 2-6-1 線參數與精度解算 ......................... 36 § 2-6-2 交線端點定立 ............................. 38 § 2-7 交點特徵萃取 .................................. 39 § 2-8 參數設定 ...................................... 42 第三章 模擬資料實驗成果及分析 ..................... 45 § 3-1 實驗一–相同資料、不同先驗精度之影響 .......... 45 § 3-1-1 實驗場資料 ............................... 45 § 3-1-2 模擬資料A實驗成果 ........................ 47 § 3-1-3 模擬資料B實驗成果 ........................ 50 § 3-1-4 模擬資料C實驗成果 ........................ 51 §§ 3-1-5 實驗一之成果分析 ......................... 53 § 3-2 實驗二–相同交線、不同平面範圍之影響 .......... 54 § 3-2-1 實驗場資料 ............................... 54 § 3-2-2 模擬資料實驗成果 ......................... 55 § 3-2-3 實驗二之成果分析 ......................... 56 § 3-3 實驗三–實際與理論之交線與交點比較 ............ 58 § 3-3-1 實驗場資料 ............................... 58 § 3-3-2 三維網格搭配區域成長法解算近似平面參數 ... 60 § 3-3-3 迭代式霍夫轉換偵測平面特徵 ............... 61 § 3-3-4 迭代式霍夫轉換平面特徵偵測後處理 ......... 62 § 3-3-5 交線特徵萃取 ............................. 63 § 3-3-6 交點特徵萃取 ............................. 64 § 3-3-7 實驗三之成果分析 ......................... 65 § 3-4 成果分析 ...................................... 68 六 第四章 實際資料實驗成果及分析 ..................... 69 § 4-1 小範圍之地面光達點雲資料 ...................... 70 § 4-1-1 1 號實驗區–地形單純處之大範圍平面 ....... 71 § 4-1-2 2 號實驗區–地形單純處之小範圍平面 ....... 74 § 4-1-3 3 號實驗區–含有三個主要平面之屋角 ....... 77 § 4-1-4 4 號實驗區–階梯狀之平面 ................. 80 § 4-1-5 5 號實驗區–含有玻璃之區域 ............... 83 § 4-2 大範圍之地面光達點雲資料 ...................... 88 § 4-3 空載光達點雲資料 .............................. 92 § 4-4 成果分析 ...................................... 96 第五章 結論與建議 .................................. 97 參考文獻 ............................................. 1003349971 bytesapplication/pdfen-US三維網格霍夫轉換結構化特徵萃取誤差傳播3-D GridHough TransformPerceptual OrganizationFeature ExtractionError Propagation[SDGs]SDG3thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/50549/1/ntu-94-R92521109-1.pdf