Введение
1 Математические методы классификации трехмерных данных и генерации моделей земного рельефа 11
1.1. Лазерное и радарное сканирование: LIDAR и IFSAR (InSAR) 11
1.2. Существующие методы классификации пространственных данных 16
1.3. Матричное описание обработки данных (МООД) 21
1.3.1. Метод и критерии выделения связных множеств матричных элементов 22
1.3.2. Накопление ошибок 26
1.4. Метод виртуальной поверхности (МВП) 27
1.5. Точность методов МООД и МВП и сравнение с другими подходами 35
1.5.1. Сравнение МООД и МВП с методом SB-фильтра 36
1.5.2. Точность МООД как растрового приближения 38
1.5.3. Сравнение МООД и МВП с растровым методом 41
1.6. Экспериментальная проверка эффективности методов МООД и МВП для обработки трехмерных данных лазерного авиасканирования 44
2 Методика создания автоматизированных программных средств для обработки трехмерных данных 51
2.1. Главные особенности и проблемы обработки трехмерных данных 51
2.1.1. Неполнота 3D данных, сильная зависимость их качества от многих факторов 53
2.1.2. Специфичность методов классификации данных в трехмерном пространстве 60
2.1.3. Сложность визуализации трехмерных данных и методов их активной коррекции 60
2.1.4. Возможность эффективного трехмерного моделирования объектов. 61
2.2. Принципиальные компоненты комплекса по обработке 3D данных 61
2.3. Анализ требований к комплексам по обработке 3D данных 65
2.4. Базовая архитектура комплексов обработки 3D данных 67
2.4.1. Компоненты системного ядра 69
2.4.2. Компоненты функционального ядра 71
2.4.3. Компоненты интерактивного ядра 73
2.5. Схема представления трехмерных лидарных данных 75
3 Автоматизированный комплекс программных средств обработки данных LIDAR для компенсирования неполноты данных и получения изображений высокого разрешения (АКС-ЛИДАР) 78
3.1. Лазерное сканирование и измерение отражающей способности поверхностей 78
3.2. Архитектура комплекса АКС-ЛИДАР 82
3.2.1. Калибровка интенсивности 83
3.2.2. Сегментирование и преобразование координат 85
3.2.3. Растеризация изображений и обработка дефектов 87
3.2.4. Интерполяция и нормализация 88
3.3. Экспериментальные исследования комплекса АКС-ЛИДАР для получения ИК-изображений высокого качества 90
4 Автоматизированный комплекс программных средств для классификации данных лазерного сканирования и моделирования трехмерных поверхностей (АКС-ЛИДАР-ЗБ) 93
4.1. Лазерное измерение трехмерных координат точек отражения 93
4.2. Архитектура и программные компоненты комплекса АКС-ЛИДАР-ЗО . 94
4.2.1. Сортировка 95
4.2.2. Преобразование координат 95
4.2.3. Растеризация и интерполяция 96
4.2.4. Классификация 98
4.2.5. Просеивание 101
4.2.6. Интерфейс 101
4.3. Экспериментальные исследования комплекса АКС-ЛИДАР-ЗО для получения высокоточной трехмерной модели земного рельефа 104
5 Программные средства для визуализации и активной коррекции лидарных данных в процессе их обработки 108
5.1. Разработка эффективного средства визуализации трехмерных данных 108
5.2. Методы активной коррекции трехмерных данных 116
5.3. Совмещение трехмерных рельефов с двумерными изображениями 121
Заключение 123
Литература
