[發(fā)明專利]一種基于機載激光雷達三維的危巖落石調(diào)查方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310496899.6
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103529455A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 馮光勝;李海亮;曹柏樹;高山;劉善勇;陳世剛;岳永興;汪繼峰
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01S7/48
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

1.一種基于機載激光雷達三維的危巖落石調(diào)查方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

(1)數(shù)據(jù)采集：采集覆蓋工程所在區(qū)域的原始激光點云數(shù)據(jù)，所述激光點云間隔小于0.5米；采集覆蓋工程所在區(qū)域的原始影像數(shù)據(jù)，所述影像數(shù)據(jù)的影像分辨率高于0.15米；采集原始影像數(shù)據(jù)的初始外方位元素；

(2)激光點云數(shù)據(jù)處理：將步驟(1)所得的原始激光點云數(shù)據(jù)轉換為測區(qū)坐標系下的激光點云數(shù)據(jù)，并將所得的測區(qū)坐標系下的激光點云數(shù)據(jù)分為五類：初始點類、地面點類、植被類、人工構造物類、其他類；基于地面點類的激光點云數(shù)據(jù)生成數(shù)字高程模型DEM；

(3)數(shù)碼影像處理和彩色激光點云生成：依據(jù)步驟(1)所得的原始影像數(shù)據(jù)和初始外方位元素解算出影像的精確外方位元素，結合所述數(shù)字高程模型DEM對原始影像數(shù)據(jù)進行校正，生成數(shù)字正射影像DOM；

用所述數(shù)字正射影像DOM對分類后的激光點云賦色，生成彩色激光點云；

(4)建立索引數(shù)據(jù)庫：將步驟(2)所生成的數(shù)字高程模型DEM、步驟(3)中生成的數(shù)字正射影像DOM和彩色激光點云切分為相同大小的正方形規(guī)則格網(wǎng)，對每個正方形規(guī)則格網(wǎng)命名，生成數(shù)字高程模型DEM索引數(shù)據(jù)庫、數(shù)字正射影像DOM索引數(shù)據(jù)庫和彩色激光點云索引數(shù)據(jù)庫；

(5)識別并提取危巖落石信息：基于步驟(4)所得的數(shù)字高程模型DEM索引數(shù)據(jù)庫、數(shù)字正射影像DOM索引數(shù)據(jù)庫和彩色激光點云索引數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，根據(jù)危巖落石遙感機理特征，通過人工或人機交互的方式識別危巖落石并提取危巖落石信息，并對危巖落石進行等級劃分和危險性評估；

(6)提取步驟(5)所識別的各個危巖落石所在位置的橫斷面線，并將危巖落石信息標注于輸出的橫斷面線上。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于機載激光雷達三維的危巖落石調(diào)查方法，其特征在于，所述步驟(1)是用激光掃描儀采集覆蓋工程所在區(qū)域的原始激光點云數(shù)據(jù)，用數(shù)碼成像設備采集覆蓋工程所在區(qū)域的原始影像數(shù)據(jù)，用全球定位系統(tǒng)和慣性導航系統(tǒng)采集影像的初始外方位元素。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于機載激光雷達三維的危巖落石調(diào)查方法，其特征在于，所述步驟(3)生成數(shù)字正射影像DOM的具體步驟是：結合初始外方位元素和原始影像數(shù)據(jù)進行空中三角測量，解算出影像的精確外方位元素，用影像的精確外方位元素和數(shù)字高程模型DEM對原始數(shù)碼影像進行糾正、拼接和勻色生成數(shù)字正射影像DOM；

生成彩色激光點云的具體步驟是：取得各分類后的激光點的平面位置，取得數(shù)字正射影像DOM與所述平面位置對應位置處的顏色值，將所述顏色值賦予各激光點，形成彩色激光點云。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于機載激光雷達三維的危巖落石調(diào)查方法，其特征在于，所述步驟(4)的具體步驟為：

(41)根據(jù)彩色激光點云計算工程所在區(qū)域的最小包圍矩形，將所述最小包圍矩形切分成相同大小的正方形規(guī)則格網(wǎng)，每個激光點云文件對應一個所述正方形規(guī)則格網(wǎng)，用各個激光點云文件的坐標范圍給對應的所述正方形規(guī)則格網(wǎng)命名，刪除沒有對應點云文件的所述正方形規(guī)則格網(wǎng)，即生成彩色激光點云索引數(shù)據(jù)庫；

(42)用(41)所得的正方形規(guī)則格網(wǎng)信息切分數(shù)字高程模型DEM數(shù)據(jù)，并將各個切分后的數(shù)字高程模型DEM數(shù)據(jù)保存為與各個所述正方形規(guī)則格網(wǎng)同名的xyz格式文件，各個切分后xyz格式的數(shù)字高程模型DEM數(shù)據(jù)的集合即為數(shù)字高程模型DEM索引數(shù)據(jù)庫；

(43)用(41)所得的正方形規(guī)則格網(wǎng)信息切分數(shù)字正射影像DOM數(shù)據(jù)，并將各個切分后的數(shù)字正射影像DOM數(shù)據(jù)保存為與各個所述正方形規(guī)則格網(wǎng)同名的Geotiff格式文件，各個切分后Geotiff格式的數(shù)字正射影像DOM數(shù)據(jù)的集合即為數(shù)字正射影像DOM索引數(shù)據(jù)庫。