利用机载激光雷达归一化差异水指数的水体提取

为实现水体空间分布信息的快速、灵活、准确获取，提出一种全新的适用于机载双频激光雷达（LiDAR）点云的归一化差异水指数（NDWI-LiDAR）。首先，利用红外激光和绿激光原始测量数据进行激光脚点位置计算，分别获得红外和绿激光点云。其次，根据红外和绿激光在水体和陆地测量中的不同特性，给出NDWI-LiDAR的表达形式。然后，给出基于NDWI-LiDAR的水/陆识别器，并利用Otsu最大类间方差法确定水体提取阈值。最后，利用顾及相邻激光点脉冲序号方法对误识别的水体点进行区分和剔除，得到最终水面激光点，实现基于机载LiDAR点云的水体提取。利用Optech CZMIL系统采集的实测LiDAR数据集验证了NDWI-LiDAR和水体提取方法在水体提取中的正确性和有效性。与传统的单频激光点云随机抽样一致性方法相比，NDWI-LiDAR方法将错误提取的水体点个数降低了86.7%，水边线探测标准偏差降低了37.3%，结构相似性指数提高了3.3%。NDWI-LiDAR方法能充分发挥双频激光点云优势，实现水体空间分布信息的快速、准确获取。