利用地形航空激光雷达数据中水体的几何特征实现可扩展至精细尺度的地表水制图
计算机视觉与模式识别
2023-08-17 v2 图像与视频处理
摘要
尽管技术取得了重大进步，但由于缺乏稳健、可扩展的方法，地表水的全面制图，特别是较小水体（<1公顷）的制图，仍然是一项挑战。标准方法要么需要训练标签，要么需要特定站点的参数调优，这使自动制图复杂化并引入了与训练数据和参数相关的偏差。对水体反射特性（包括激光雷达强度）的依赖进一步使问题复杂化，因为更高分辨率的图像本质上会产生更多噪声。为缓解这些困难，我们提出了一种独特的方法，该方法关注水体的几何特征而非其多变的反射特性。与以往方法不同，我们的方法完全依赖于来自航空激光雷达数据的三维坐标观测，利用连通地表水因重力保持平坦的原理。通过将这一自然规律与连通性相结合，我们的方法能够准确且可扩展地识别小水体，无需训练标签或重复的参数调优。因此，我们的方法能够创建包含水体和地形的综合三维地形图，全部以无监督方式仅使用航空激光扫描数据完成，有可能改进可靠三维地形图的生成过程。我们在广泛且多样的地貌上验证了我们的方法，同时将其与极具竞争力的基于归一化差分水体指数（NDWI）的方法进行比较，并使用参考地表水图进行评估。总之，我们的方法提供了一种新途径，仅使用航空激光雷达数据来解决稳健、可扩展的地表水制图和三维地形制图中长期存在的困难。
引用
@article{arxiv.2301.06567,
title = {Scalable Surface Water Mapping up to Fine-scale using Geometric Features of Water from Topographic Airborne LiDAR Data},
author = {Hunsoo Song and Jinha Jung},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.06567},
year = {2023}
}