ارزیابی رویکرد ترکیبی فیلتر هدایتشده و الگوریتم خوشهبندی چگالیمبنا برای بهبود حذف نویز در دادههای ابر نقاط لایدار
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری سنجش از دور، مرکز مطالعات سنجش از دور و GIS، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی تهران، ایران
2 استاد مرکز مطالعات سنجش از دور و GIS دانشکده علوم زمین دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
doi
10.22131/sepehr.2025.2048817.3112چکیده
دادههای لایدار به عنوان ابزاری قدرتمند برای سنجش از دور سهبعدی و تحلیلهای مکانی دقیق، به ویژه در محیطهای شهری، شناخته میشوند. با این حال، این دادهها غالباً به دلیل شرایط جوی نامساعد، ویژگیهای سطحی و خصوصیات سنسورها حاوی نویزهای متفاوتی هستند که این امر میتواند کیفیت دادهها را کاهش داده و بر دقت تحلیلهای مبتنی بر آنها تأثیر منفی بگذارد. بنابراین، حذف نویز از دادههای لایدار ضروری است تا کیفیت دادهها بهبود یابد و جزئیات و ویژگیهای کلیدی آنها حفظ شود. در پژوهش حاضر، یک رویکرد ترکیبی شامل فیلتر هدایتشده و الگوریتم خوشهبندی چگالیمبنا برای حذف نویز از دادههای ابر نقاط لایدار پیشنهاد شده است. فیلتر هدایتشده با بهرهگیری از تنظیم پارامترها با استفاده از اطلاعات محلی، توانایی مؤثری در کاهش نویز ارتفاعی و حفظ ویژگیهای مهم دارد. در ادامه به منظور بهبود نتایج حذف نویز، از الگوریتم خوشه بندی چگالی مبنا برای حذف نقاط پرت بر اساس تراکم پایین، آنها را شناسایی و حذف میکند. نتایج تحقیق نشان میدهند که این رویکرد ترکیبی بهطور قابل توجهی عملکرد بهتری نسبت به روشهای سنتی مانند فیلترهای آماری و مکانی و یا فیلتر هدایت شده به صورت مجزا داشته و ضمن حذف نویز، جزئیات ساختاری دادهها را حفظ میکند. ارزیابیهای نتایج با استفاده از مقایسه مدل ارتفاعی رقومی، تحلیل پارامترهای آماری و نمایش گرافیکی ابر نقاط قبل و بعد از فیلتر انجام شده است. الگوریتم پیشنهادی با حذف کمترین تعداد نقطه و حفظ ویژگی های ساختاری داده، در تمامی بخش های داده موجب کاهش قابل توجه واریانس و انحراف معیار پس از اجرای فیلتر شده که نشاندهنده حذف مؤثر نویز و هموارسازی داده است. این روش با وجود زمان محاسبات پایین و سادگی مراحل اجرا، توانسته است بهطور موثری نویز را کاهش دهد و جزئیات ساختاری دادهها را حفظ کند.