[发明专利]多分辨率多层逐次加点LiDAR滤波算法

摘要

本发明公开了多分辨率多层逐次加点LiDAR滤波算法。该算法包括三层滤波：在初始层，首先借助局部最小值法选择部分地面点作为种子点，然后借助多面函数插值算法构建一定分辨率DEM，再次计算每个采样点与对应DEM网格点高程差，最后将高程差小于初始设定阈值的点为标定为地面点；重复上述过程直至没有采样点被划分为地面点；在第二层及第三层滤波中，首先在前层基础上将DEM分辨率提高一倍，并提高对应残差阈值，然后重复前层计算过程直至没有采样点被标定为地面点，停止迭代，输出地面点数据。本发明的平均计算精度稍高于自适应TIN算法，远高于2004以前发展的7种滤波算法，且高于近年来发展的非参数逐次滤波等算法。

主权项

多分辨率多层逐次加点LiDAR滤波算法，其特征在于，设初始层生成的DEM网格分辨率为h，残差阈值为t，层计数N=1；具体计算步骤如下：(1)首先在初始层中，以所有采样点为原始数据，以局部最小值法选择地面点作为种子点；其中移动窗口尺寸要稍大于测区最大地面建筑物尺寸，确保选择的种子点为地面点；(2)基于多面函数构建网格分辨率为h的DEM；(3)逐次计算采样点与对应DEM网格点所在的3×3移动窗口中每点高程差，即残差，因此每个采样点有9个残差；如果9个残差中有4个以上残差均小于设定残差阈值，则标定该点为地面点，并将其添加到种子点中；此过程可以有效减弱种子点中非地面点对计算结果影响；(4)以步骤(3)更新后的种子点作为已知数据，基于局部最小值法重新选择种子点；其中局部最小值值法窗口尺寸为h；(5)重复步骤(2)至(4)，直至没有采样点被划分为地面点；(6)N=N+1；当N<4时，提高DEM网格分辨率，增大残差阈值，即h=h／2，t=t+0.1；重复步骤(2)至(5)直至收敛。