Nghiên Cứu Kỹ Thuật Phân Loại Dữ Liệu Li Dar

i

BẢN CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng cá nhân tôi, kết quả

của luận văn hoàn toàn là kết quả của tự bản thân tôi tìm hiểu, nghiên cứu dưới sự hướng

dẫn của giáo viên hướng dẫn PGS.TS. Đặng Văn Đức.

Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính pháp lý quá trình nghiên cứu khoa học

của luận văn này.

Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2019

Học viên

Nguyễn Thị Thanh Huyền

ii

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến PGS .TS Đặng Văn Đức người

đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ em trong suốt quá trình làm luận văn.

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trường Đại học Công nghệ

thông tin - Đại học Quốc Gia Hà Nội đã truyền đạt những kiến thức và giúp đỡ em

trong suốt quá trình học của mình.

Học viên cũng xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu trường Cao đẳng nghề Hòa

Bình đã tạo điều kiện thuận lợi cho học viên tham gia khóa học và quá trình hoàn

thành luận văn.

Và học viên cũng xin gửi lời cảm ơn tới các đồng nghiệp, gia đình và bạn bè

những người đã ủng hộ, động viên tạo mọi điều kiện giúp đỡ để học viên có được kết

quả như ngày hôm nay.

iii

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU...................................................................................................................1

1. Đặt vấn đề ........................................................................................................1

2. Những nội dung nghiên cứu chính..................................................................3

CHƯƠNG 1:.............................................................................................................4

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LIDAR VÀ CÁC ỨNG DỤNG.............................4

1.1 Tổng quan về công nghệ LiDAR...................................................................4

1.1.1 Cấu trúc hệ thống LiDAR.........................................................................4

1.1.2 Đặc điểm cơ bản của công nghệ LiDAR...................................................5

1.2. Khả năng ứng dụng của LiDAR ..................................................................7

1.3. Bài toán phân loại dữ liệu LiDAR..............................................................13

1.3.2 Cơ bản về tệp tin .LAS............................................................................14

1.3.3 Phân loại đám mây điểm LiDAR trong tập tin LAS................................16

1.4 Kết chương: .................................................................................................18

CHƯƠNG 2:...........................................................................................................19

MỘT SỐ KỸ THUẬT PHÂN LOẠI DỮ LIỆU LIDAR..........................................19

2.1 Nghiên cứu liên quan đến sử dụng thuật toán MCC (Multiscale Curvature

Classification) và K-Means trong phân loại dữ liệu LiDAR............................19

2.1.1 Thuật toán MCC (Multiscale Curvature Classification) ..........................19

2.1.2 Thuật toán K-Means...............................................................................21

2.2. Đánh giá kết quả phân loại LiDAR............................................................23

2.2.1 Thuật toán MCC.....................................................................................23

2.2.2 Thuật toán K-Means...............................................................................26

iv

2.3. Kết chương..................................................................................................30

CHƯƠNG 3:...........................................................................................................32

XÂY DỰNG ỨNG DỤNG THỰC NGHIỆM..........................................................32

3.1 Giới thiệu bài toán thử nghiệm ...................................................................32

3.2 Lựa chọn thuật toán phân loại và dữ liệu thử nghiệm...............................32

3.3 Môi trường và các công cụ sử dụng để xây dựng chương trình ................34

3.4 Phát triển chương trình...............................................................................37

3.5 Đánh giá kết quả thu được ..........................................................................39

3.5.1 Phân loại với MCC.................................................................................39

3.5.2 Phân loại đám mây điểm với K-means....................................................41

3.5.3 Đánh giá.................................................................................................42

KẾT LUẬN .............................................................................................................46

LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................47

v

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

LiDAR: Light Detection And Ranging

Laser: Light amplification by stimulated emission of radiation

GNSS: Global Navigation Sattelite System

ASPRS: American Society for Photogrammetry and Remote Sensing

INS: Inertial Navigation System

DEM: Digital Elevation Model

DTM: Digital Terrain Model

DSM: Digital Surface Model

MCC: Multiscale Curvature Classification

BCAL: Boise Center Aerospace Laboratory LiDAR