一种基于激光点云数据的地表三维模型构建方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107798728A(43)申请公布日2018.03.13(21)申请号201710970058.2(22)申请日2017.10.18(71)申请人中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司地址410014湖南省长沙市雨花区香樟东路16号(72)发明人邓勇潘圣林周靖鸿(74)专利代理机构长沙正奇专利事务所有限责任公司43113代理人卢宏李美丽(51)Int.Cl.G06T17/05(2011.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种基于激光点云数据的地表三维模型构建方法(57)摘要本发明公开了一种基于激光点云数据的地表三维模型构建方法，包括构建构建地表DEM和DOM并将二者融合，形成地表三维模型。DEM构建方法包括：获取点云数据；剔除噪点和过滤植被信息；压缩；每个DEM格网内保留距中心最近的数据点；分块处理；构建地表DEM；将地表DEM保存为GeoTIFF栅格文件。DOM构建方法包括：将激光点云数据的三维坐标和色彩值对应；地表DOM每个网格内最多保留一个点提取颜色；获取激光点云数据的凹包轮廓线，位于轮廓线内的网格填入颜色；将地表DOM保存为GeoTIFF栅格文件。本发明以高密度、真彩色激光扫描点云数据为数据源，利用点云数据的三维坐标和RGB值分别构建地表DEM和地表DOM，融合形成精度高、数据量小、精细度高、真纹理(色彩)的地表三维模型。CN107798728ACN107798728A权利要求书1/1页1.一种基于激光点云数据的地表三维模型构建方法，包括以下步骤：步骤A.构建构建地表DEM；步骤B.构建地表DOM；步骤C.将地表DOM和地表DEM进行融合，形成地表三维模型；其特征在于，所述地表DEM构建方法包括：步骤A1.通过点云编辑，获取构建范围内的点云数据，并剔除噪点信息和过滤植被信息；步骤A2.对各DEM格网内的数据点进行压缩，每个DEM格网内保留一个距DEM格网中心最近的数据点；步骤A3.对DEM生成过程进行分块处理并构建地表DEM，根据相关地理信息将地表DEM保存为GeoTIFF栅格文件。2.如权利要求1所述的基于激光点云数据的地表三维模型构建方法，其特征在于，所述地表DOM构建方法包括：步骤B1.通过激光扫描仪坐标系和相机坐标系之间的连接关系，建立坐标转换，将激光点云数据的三维坐标和相应的色彩值一一对应，即每个激光点云数据均具有三维坐标X、Y、Z值和R、G、B色彩值6个属性；步骤B2.在需构建的地表DOM每个网格内最多保留一个点提取颜色；步骤B3.通过边界分析，获取激光点云数据的凹包轮廓线，位于轮廓线内的网格填入颜色，位于轮廓线之外的网格不进行处理；其中对于要填入颜色的网格，如果网格内存在步骤B2中处理后的点，则填入此点的颜色信息，如果网格内不存在步骤B2中处理后的点，则使用最邻近插值法，获取并填入原始点云中与此网格最近的点的颜色信息；步骤B4.根据相关地理信息将地表DOM保存为GeoTIFF栅格文件。3.如权利要求1所述的基于激光点云数据的地表三维模型构建方法，其特征在于，所述步骤C中，根据平面坐标属性X、Y，将地表DEM和地表DOM进行匹配融合，形成真彩色地表三维模型。4.如权利要求2所述的基于激光点云数据的地表三维模型构建方法，其特征在于，所述步骤B2中，保留各网格内最高的点。2CN107798728A说明书1/3页一种基于激光点云数据的地表三维模型构建方法技术领域[0001]本发明特别涉及一种基于激光点云数据的地表三维模型构建方法。背景技术[0002]地表三维模型构建方法包括以下步骤：[0003]第一步，采用地面激光扫描技术对地形进行扫描，可获取高密度地表点的三维坐标，利用三维激光点云数据的三维坐标构建地表DEM(数字高程模型)。[0004]第二步，利用安置在激光扫描仪上的相机获取扫描对象的影像数据，利用三维激光点云数据的RGB值构建地表DOM(正射影像图)。[0005]第三步，将地表DOM和地表DEM进行融合，形成地表三维模型。[0006]激光扫描地形数据具有精度高、密度大等特点，可细致反映地表的起伏状况，而影像信息则可清晰、直观反映出地表附属物如植被、建构筑物等信息，利用高密度激光扫描点云数据和相应的影像信息构建地表三维模型，可直观、真实再现地表实景，为相关应用提供基础数据。[0007]由于激光扫描点云数据具有海量、高密度(点间距小)、含噪等特点，在构建地表DEM时，通常采用分块、抽稀的方法，效率低，精度损失大；而激光扫描作业获取的影像数据具有像幅小、畸变大、非正摄(像片倾角大)、数据量大(高清影像)等特点，不能形成有效的地表DOM。因此，直接利用地面激光扫描数据构建地表模型，不能构建带纹理的真三维地表模型。[0