[發(fā)明專利]一種多傳感器堰塞湖區(qū)一體化三維模型快速構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010050466.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN111311747B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫黎明;魏迎奇;吳帥峰;嚴(yán)俊;肖建章;梁向前
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06T17/05
• 分類號(hào): G06T17/05;G06T17/20
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

1.一種多傳感器堰塞湖區(qū)一體化三維模型快速構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過多傳感器探測(cè)設(shè)備對(duì)堰塞湖區(qū)進(jìn)行探測(cè)，得到多源異構(gòu)數(shù)據(jù)；

S2、通過數(shù)字格式轉(zhuǎn)換軟件，對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，得到僅包含數(shù)字正射影像DOM圖格式和數(shù)字高程模型DEM數(shù)據(jù)格式的預(yù)處理多源數(shù)據(jù)；

S3、根據(jù)預(yù)處理多源數(shù)據(jù)，采用Delaunay三角網(wǎng)剖分算法，構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)TIN模型；

步驟S3包括以下步驟：

S31、對(duì)預(yù)處理多源數(shù)據(jù)中的數(shù)字高程模型DEM數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行編排，統(tǒng)一為不規(guī)則三角網(wǎng)TIN模型；

S32、根據(jù)不規(guī)則三角網(wǎng)TIN模型的所有三角網(wǎng)的三維空間范圍，計(jì)算所有三角形單一外長(zhǎng)方體AABB包圍盒的長(zhǎng)a、寬b和高c，同時(shí)記錄包圍盒B的長(zhǎng)x、寬y和高z；

S33、將包圍盒B的長(zhǎng)x按2d長(zhǎng)度進(jìn)行等距切分，包圍盒B的寬y按2e長(zhǎng)度進(jìn)行等距切分，包圍盒B的高z按2f長(zhǎng)度進(jìn)行等距切分，其中d為三角形單一外長(zhǎng)方體AABB包圍盒長(zhǎng)a的均值，e為三角形單一外長(zhǎng)方體AABB包圍盒寬b的均值，f為三角形單一外長(zhǎng)方體AABB包圍盒高c的均值，得到N個(gè)子包圍盒；

S34、將不規(guī)則三角網(wǎng)TIN模型中的所有三角形包圍盒分別與N個(gè)子包圍盒求交，得到三角形包圍盒和子包圍盒的相交關(guān)系；

S35、根據(jù)三角形包圍盒和子包圍盒的相交關(guān)系，去除沒有與任何三角形包圍盒相交的子包圍盒；

S36、對(duì)三角形包圍盒和剩余的子包圍盒按面積從大到小的順序進(jìn)行混合求交，得到M條交線；

S37、比較兩個(gè)交線的端點(diǎn)是否重復(fù)，然后有序連接將M條交線進(jìn)行封閉，得到封閉環(huán)形交線；

S38、根據(jù)封閉環(huán)形交線，將交線點(diǎn)加入已有三角網(wǎng)，重構(gòu)不規(guī)則三角網(wǎng)TIN模型；

S4、將不規(guī)則三角網(wǎng)TIN模型進(jìn)行融合，得到堰塞湖區(qū)一體化三維模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多傳感器堰塞湖區(qū)一體化三維模型快速構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟S1中的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)包括：滑坡殘留體的點(diǎn)云和影像數(shù)據(jù)，堰塞體、滑坡體和地表的數(shù)字正射影像DOM圖，堰塞體、滑坡體和地表的數(shù)字正射影像DEM圖，地表點(diǎn)云數(shù)據(jù)和水底地形點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多傳感器堰塞湖區(qū)一體化三維模型快速構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟S1包括以下步驟：

S11、通過三維激光掃描儀掃描滑坡殘留體，得到滑坡殘留體的點(diǎn)云和影像數(shù)據(jù)；

S12、采用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，通過無人機(jī)拍攝堰塞體、滑坡體和地表，得到堰塞體、滑坡體和地表的數(shù)字正射影像DOM圖和DEM圖；

S13、采用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)或機(jī)載激光雷達(dá)LiDAR掃描技術(shù)，通過無人機(jī)探測(cè)地表，得到地表點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

S14、采用無人船多波速測(cè)探技術(shù)，通過無人船探測(cè)堰塞湖區(qū)水底地形，得到水底地形點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多傳感器堰塞湖區(qū)一體化三維模型快速構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟S4包括以下步驟：

S41、以重構(gòu)后相交的不規(guī)則三角網(wǎng)TIN模型的封閉交線為邊界，剔除出模型邊界外多余的模型三角形，得到滑坡體、地形、堰塞體和水下地形模型；

S42、將滑坡體、地形、堰塞體和水下地形模型進(jìn)行合并，并記錄相鄰?fù)負(fù)潢P(guān)系，得到初始堰塞湖區(qū)一體化三維模型；

S43、根據(jù)初始堰塞湖區(qū)一體化三維模型的坐標(biāo)，利用得到的數(shù)字正射影像DOM圖進(jìn)行紋理映射貼圖，得到最終的堰塞湖區(qū)一體化三維模型。