Radiometric correction and normalization of airborne LiDAR intensity data for land cover classification
Notice bibliographique
Résumé
Airborne Light Detection And Ranging (LiDAR) has been used extensively to model the topography of the Earth surface by emitting laser pulses and measuring the distance (range) between the LiDAR sensor and the illuminated object as well as the backscattered laser energy (intensity). Nowadays, airborne LiDAR systems operating in near-infrared spectrum are also gaining a high level of interest for surface classification and object recognition. Nevertheless, due to the system- and environmental- induced distortions, airborne LiDAR intensity data requires certain correction and normalization schemes to maximize the benefits from the collected data. The first part of the thesis presents a correction model for airborne LiDAR intensity data based on the radar (range) equation. To fill the gap in current research, the thesis introduces a set of correction parameters considering the attenuation due to atmospheric absorption and scattering which have not been previously considered. The thesis further derives a set of equations to compute the laser incidence angle based on the LiDAR data point cloud and GPS trajectory. In the second part of the thesis, a normalization model is proposed to adjust the radiometric misalignment amongst overlapping airborne LiDAR intensity data. The model is built upon the use of a Gaussian mixture modeling technique for fitting the intensity histogram which can then be partitioned into several sub-histograms. Finally, sub-histogram equalization is applied to calibrate the LiDAR intensity data. To evaluate the effects of the proposed methods, a LiDAR dataset covering an urban area with three different scans was used for experimental testing. The results showed that the coefficient of variance of five land cover features were significantly reduced by 70% to 82% and 33% to 80% after radiometric correction and radiometric normalization, respectively. Land cover classification was conducted on the LiDAR intensity data where accuracy improvements of up to 15% and 16.5% were found on the classification results using the radiometrically corrected intensity data, and radiometrically corrected and normalized intensity data, respectively. With the improved land cover homogeneity and classification accuracy, the effectiveness of the proposed approach was demonstrated. The outcome of the thesis fills the gap in existing airborne LiDAR research and paves the way for the future development of LiDAR data processing system.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».