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《中国惯性技术学会高端前沿专题学术会议—钱学森讲坛:天空海一体化水下组合导航会议论文集》2017年
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机载双频激光雷达水陆回波分类方法

邱振戈  曹彬才  
【摘要】:机载双频激光雷达测深技术是获取浅海水深的重要手段,识别激光回波水陆类别是生成精确水深信息的基本步骤。虽然激光雷达分类问题在传统陆地测绘激光雷达数据处理中研究较多,但适用于陆地分类的特征向量并不能直接用于双频测深激光雷达数据。本文的主要目的是研究机载双频激光雷达全波形数据在水陆自动分类中的潜力,主要考虑回波波形和点云的空间分布两类特征以寻找最优的水陆分类特征向量。首先使用遥感影像辅助得到真实的水体/陆地样本,计算其回波波形特征和空间几何特征,随后优选分类特征参数,并训练支持向量机分类器,最后预测激光回波的水陆类别。实验结果显示,例如粗糙度和特征值这样的在传统陆地激光中能有效区分地物类别的特征参数并不适用于双频雷达的水陆分离,而红波段激光点密度是有效的区分因子。此外,某些回波波形特征参数也能有效区分水陆类别,例如红波段振幅和绿波段的波宽,其分类精度都优于90%。综合使用激光雷达的空间几何结构特征和回波特征能有效提升分类精度,绿波段波宽和红波段点密度这两个特征组成的混合特征向量的分类精度达到96%。

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