Lidar waveform analysis and processing for cartography and pattern recognition : application to urban areas
Analyse et traitement d'ondes lidar pour la cartographie et la reconnaissance de formes : application au milieu urbain
Résumé
Toute onde lidar rétrodiffusée par la surface terrestre contient des informations sur les cibles atteintes ayant contribué à la forme de l'onde. Les systèmes lidar capables de numériser l'intégralité des signaux retour sont appa-rus récemment et permettent le traitement a posteriori de ces profils altimétriques. Nous présentons dans cet article une méthode d'analyse puis de traitement des ondes li-dar dans un contexte de cartographie automatique. Tout d'abord, nous montrons que l'analyse fine des ondes per-met une densification des nuages de points 3D. Dans un second temps, le traitement a posteriori des signaux conduit à leur modélisation sous forme paramétrique. Nous propo-sons alors une méthode de reconnaissance de formes ap-pliquée au milieu urbain. Une classification supervisée par Séparateurs à Vaste Marge est ainsi employée pour prendre en compte les caractéristiques des échos extraits lors de la phase de traitement. Les résultats montrent que la segmen-tation d'une zone urbaine en classes bâti, végétation, sol naturel et sol artificiel est possible à partir des ondes lidar seulement. Mots Clef Onde lidar, estimation paramétrique, modélisation, classification supervisée, milieu urbain. Abstract Each lidar waveform backscattered by the Earth's surface provide information about the reflecting targets giving its shape to the signal. Lidar systems are recently able to digitize the full-waveform and enable to post process these altimetric profiles. In this article, we present how lidar wa-veforms can be analysed and processed for automatic car-tographic purposes. First, fine waveform analysis allows to densify 3D point clouds. Besides, parametric signal modelling is carried out. Then, a image-based pattern recognition method for urban areas is proposed. A supervised classification using Support Vector Machines is therefore performed to use jointly the parameters extracted from the post processing step. Results show that it is possible to segment urban areas in building, vegetation, natural ground and artificial ground labels using only lidar waveforms.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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