[發明專利]一種基于激光點云數據的地表三維模型構建方法

有效

• 申請號: 201710970058.2
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107798728B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 鄧勇;潘圣林;周靖鴻
• 申請（專利權）人: 中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;李美麗

本發明公開了一種基于激光點云數據的地表三維模型構建方法，包括構建地表DEM和DOM并將二者融合，形成地表三維模型。DEM構建方法包括：獲取點云數據；剔除噪點和過濾植被信息；壓縮；每個DEM格網內保留距中心最近的數據點；分塊處理；構建地表DEM；將地表DEM保存為GeoTIFF柵格文件。DOM構建方法包括：將激光點云數據的三維坐標和色彩值對應；地表DOM每個網格內最多保留一個點提取顏色；獲取激光點云數據的凹包輪廓線，位于輪廓線內的網格填入顏色；將地表DOM保存為GeoTIFF柵格文件。本發明以高密度、真彩色激光掃描點云數據為數據源，利用點云數據的三維坐標和RGB值分別構建地表DEM和地表DOM，融合形成精度高、數據量小、精細度高、真紋理(色彩)的地表三維模型。

技術領域

本發明特別涉及一種基于激光點云數據的地表三維模型構建方法。

背景技術

地表三維模型構建方法包括以下步驟：

第一步，采用地面激光掃描技術對地形進行掃描，可獲取高密度地表點的三維坐標，利用三維激光點云數據的三維坐標構建地表DEM(數字高程模型)。

第二步，利用安置在激光掃描儀上的相機獲取掃描對象的影像數據，利用三維激光點云數據的RGB值構建地表DOM(正射影像圖)。

第三步，將地表DOM和地表DEM進行融合，形成地表三維模型。

激光掃描地形數據具有精度高、密度大等特點，可細致反映地表的起伏狀況，而影像信息則可清晰、直觀反映出地表附屬物如植被、建構筑物等信息，利用高密度激光掃描點云數據和相應的影像信息構建地表三維模型，可直觀、真實再現地表實景，為相關應用提供基礎數據。

由于激光掃描點云數據具有海量、高密度(點間距小)、含噪等特點，在構建地表DEM時，通常采用分塊、抽稀的方法，效率低，精度損失大；而激光掃描作業獲取的影像數據具有像幅小、畸變大、非正攝(像片傾角大)、數據量大(高清影像)等特點，不能形成有效的地表DOM。因此，直接利用地面激光掃描數據構建地表模型，不能構建帶紋理的真三維地表模型。

為有效利用地面激光掃描數據，提高地面三維激光掃描技術的附加值，促進地面三維激光掃描技術的應用發展，本發明設計了基于真彩色激光點云數據的三維地表模型的構建方法。

發明內容

現有方法不能構建帶紋理的真三維地表模型。本發明的目的在于，針對上述現有技術的不足，提供一種改進了的基于激光點云數據的地表三維模型構建方法，該方法建立的地表模型具有精度高、數據量小、精細度高、真紋理(色彩)等特點，可為工程規劃、設計、三維仿真等應用提供測繪地理信息資料。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種基于激光點云數據的地表三維模型構建方法，包括以下步驟：步驟A.構建地表DEM；步驟B.構建地表DOM；步驟C.將地表DOM和地表DEM進行融合，形成地表三維模型；所述地表DEM構建方法包括：步驟A1.通過點云編輯，獲取構建范圍內的點云數據，并剔除噪點信息和過濾植被信息；步驟A2.對各DEM格網內的數據點進行壓縮，每個DEM格網內保留一個距DEM格網中心最近的數據點；步驟A3.對DEM生成過程進行分塊處理并構建地表DEM，根據相關地理信息將地表DEM保存為GeoTIFF柵格文件。