[發明專利]一種基于點云與UAV影像二次配準的建筑物輪廓精確提取方法

在審

• 申請號: 201710580833.3
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107564046A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 樊軍;王健;片笑;李素強;梁周雁;于華穎;薛兵兵;張德坤;王振華;馬剛;李明菊;張陸軍;劉學軍;周文浩;李軍軍;陳瑞松;劉慶光;張民安;宋清瑞
• 申請（專利權）人: 山東新匯建設集團有限公司;山東科技大學
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙)11548
• 代理人: 李靜

技術領域

本發明涉及復雜建筑物輪廓精確提取方法，特別是在“拆違治亂”項目的背景下，一種基于點云與UAV影像二次配準的建筑物輪廓精確提取方法。

背景技術

近日《中共中央國務院關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》印發，其中規劃了“十三五”乃至更長時間中國城市發展的“路線圖”。為響應國家號召，各地政府陸續展開了“拆違治亂”城市規劃專項行動。目前，在“拆違治亂”違章建筑規劃項目中，數據采集大多沿用傳統的測量方式，如全站儀、測距儀、鋼卷尺、皮尺等，數據成果以二維線劃圖的形式來表達。其數據形式簡單、內容單一、精度較低，觀測范圍受地形限制建筑頂部數據信息不完整；對于非專業人員來說，理解困難，可追溯性不高，沒有足夠的說服力。而“拆違治亂”項目中測繪工作的本質是獲取準確的、有公信力的、有可讀性的、可復查的、全要素的違章建筑信息。

無人機是一種機上無人駕駛的航空器，其具有動力裝置和導航模塊，在一定范圍內靠無線電遙控設備或計算機預編程序自主控制飛行。無人駕駛飛行器技術、遙感傳感器技術、遙測遙控技術、通信技術、pos定位定姿技術、GNSS差分定位技術和遙感應用技術多位一體結合構成了無人機的功能體系。

三維激光掃描技術又可稱為實景復制技術，它突破了傳統的單點測量方法，具有高效率、高精度、高可讀性的獨特優勢，適于數據采集體系中的地面部分，在基于控制點的特征基元的輔助下，與數據采集體系中的空中部分無人機所獲取的數據進行匹配，提出了一套在同一坐標系下基于特征基元的無人機數據與三維激光掃描儀數據的二次配準方法。地面三維激光掃描儀與空中無人機結合的數據采集體系實現了快速高效及數據高精度、全要素性、全景再現性等。

發明內容

本發明的目的是為了解決“拆違治亂”城市規劃專項行動中受傳統測量形式束縛和難以入戶等問題，提出一種基于點云與UAV影像二次配準的建筑物輪廓快速高效的精確提取方法。

實現上述目的本發明的技術方案為，一種基于點云與UAV影像二次配準的建筑物輪廓精確提取方法。包括數據快速高效的獲取方案和建筑物輪廓精確的提取方法。

所述數據獲取方案提供了結合無人機和三維激光掃描儀的空地一體的移動測量方法，可以快速高效的獲取建筑物全方位高精度的全要素數據。

所述建筑物輪廓精確提取方法包括基于特征基元的點云二次配準方法和基于切片技術的建筑物輪廓精確提取方法。

所述的基于特征基元的點云配準方法可以實現由無人機和三維激光掃描儀兩種設備獲取的數據的統一，得到完整的、高精度的建筑物點云。

所述的基于切片技術的建筑物輪廓精確提取方法可以得到建筑物每層的平面圖，可以與竣工圖進行比對分析。

附圖說明

圖1是本發明所述基于點云與UAV影像二次配準的建筑物輪廓精確提取方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行具體描述，如圖1所示，基于點云與UAV影像二次配準的建筑物輪廓精確提取方法，包括數據獲取方案和建筑物輪廓精確提取方法。

所述數據獲取方案提供了結合無人機和三維激光掃描儀的空地一體的移動測量方法，可以快速高效的獲取建筑物全方位高精度的數據。其中，無人機數據的獲取需要根據待測區域的天氣、地勢、面積、風向等因素確定像控點、航向、航高、架次等。無人機數據在UASMaster軟件平臺上的內業處理主要包括圖像預處理、連接點匹配、空三加密、正射糾正等，輸出的數據成果包括可見光影像、點云等。將無人機采集數據時所選的像控點作為掃描作業中的控制點及靶標布設位置，根據待測區域的地勢、植被覆蓋程度、建筑復雜程度、建筑間距等因素確定儀器采點模式、架站、靶標布設密度等。掃描儀的數據是預處理過的壓縮格式tzf，在Realworks軟件平臺上進行的內業處理包括配準、平差、去噪、分類等，輸出的數據成果包括平面、立面等的二維影像、三維點云等。

所述建筑物輪廓精確提取方法包括基于特征基元的點云配準方法和基于切片技術的建筑物輪廓精確提取方法。