[發(fā)明專利]基于多層次語義特征的建筑立面點(diǎn)云提取系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010906483.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-01
• 公開（公告）號(hào): CN111932574B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向澤君;滕德貴;袁長征;龍川;胡波;李超;張恒;茍永剛;王大濤;胡小林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶市勘測院
• 主分類號(hào): G06T7/136
• 分類號(hào): G06T7/136;G06T17/20;G06V20/10;G06V10/26
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50236
• 代理人: 周維鋒

本發(fā)明提供一種基于多層次語義特征的建筑立面點(diǎn)云提取系統(tǒng)及方法，使用數(shù)據(jù)讀取模塊讀取原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)；使用點(diǎn)云處理模塊對(duì)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，定義單點(diǎn)語義特征，設(shè)置單點(diǎn)語義特征閾值，得到待分類點(diǎn)、高層建筑立面點(diǎn)并投影到二維平面；定義格網(wǎng)語義特征，設(shè)置格網(wǎng)語義特征閾值，使用圖像處理模塊得到興趣格網(wǎng)；基于興趣格網(wǎng)生成點(diǎn)云格網(wǎng)特征圖像；定義區(qū)域語義特征、設(shè)置各區(qū)域語義特征閾值得到建筑立面區(qū)域；使用數(shù)據(jù)輸出模塊根據(jù)建筑立面區(qū)域與高層建筑立面點(diǎn)對(duì)應(yīng)點(diǎn)云，計(jì)算得到建筑立面點(diǎn)云。本發(fā)明可以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的對(duì)城市建筑物立面點(diǎn)云進(jìn)行提取時(shí)，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)質(zhì)量要求高、提取精度較低、算法適應(yīng)性較弱的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑物立面提取技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于多層次語義特征的建筑立面點(diǎn)云提取系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

建筑物立面點(diǎn)云提取是實(shí)現(xiàn)數(shù)字城市三維模型重建的前提和基礎(chǔ)，提取出來的建筑立面空間信息是數(shù)字城市基礎(chǔ)時(shí)空大數(shù)據(jù)的重要組成部分，在建構(gòu)筑物模型重建、城市形態(tài)分析、建筑立面改造等方面具有重要作用。建筑物立面點(diǎn)云數(shù)據(jù)是目標(biāo)表面形態(tài)的三維數(shù)字化表達(dá)，三維激光掃描作為一種新的測量技術(shù)手段，可快速獲取具有三維坐標(biāo)及顏色、強(qiáng)度、紋理等屬性的海量點(diǎn)云，極大提升了空間地理信息的獲取能力，成為建筑立面信息的重要獲取手段。

現(xiàn)有技術(shù)CN105844629B提供了一種大場景城市建筑物立面點(diǎn)云自動(dòng)分割方法，包括如下步驟：(1)將機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)與車載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)融合配準(zhǔn)；(2)從經(jīng)步驟(1)配準(zhǔn)后的機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取機(jī)載LiDAR建筑物屋頂點(diǎn)云數(shù)據(jù)；(3)基于步驟(2)提取出的機(jī)載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)單棟建筑物屋頂點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分割；(4)對(duì)經(jīng)步驟(3)分割后的單棟建筑物進(jìn)行輪廓線追蹤；(5)對(duì)步驟(4)中獲得的輪廓線進(jìn)行簡化和規(guī)則化處理；(6)基于經(jīng)步驟(5)簡化和規(guī)則化處理后的輪廓線對(duì)建筑物立面點(diǎn)云進(jìn)行粗分割；(7)對(duì)經(jīng)過步驟(6)粗分割的建筑物立面點(diǎn)云進(jìn)行精細(xì)分割。

但上述技術(shù)方案需要依賴于建筑物屋頂數(shù)據(jù)，而因?yàn)樵诔鞘兄械臒o人機(jī)飛行空域申請(qǐng)較為復(fù)雜，所以在目前的實(shí)際測繪項(xiàng)目中，使用車載移動(dòng)掃描儀或架站式固定掃描儀比使用機(jī)載掃描更為方便。但是，用車載移動(dòng)掃描儀或架站式固定掃描儀獲取的點(diǎn)云往往沒有屋頂信息，因此該方案不適用于車載移動(dòng)掃描儀或架站式固定掃描儀獲取的點(diǎn)云。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種基于多層次語義特征的建筑立面點(diǎn)云提取系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的對(duì)城市建筑物立面點(diǎn)云進(jìn)行提取時(shí)，需要獲取建筑物屋頂點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)質(zhì)量要求高、點(diǎn)云提取精度較低、算法適應(yīng)性較弱的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

第一方面，提供了一種基于多層次語義特征的建筑立面點(diǎn)云提取系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)讀取模塊、點(diǎn)云處理模塊、圖像處理模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊；

數(shù)據(jù)讀取模塊用于讀取原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

點(diǎn)云處理模塊用于對(duì)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，用于基于單點(diǎn)語義特征對(duì)預(yù)處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，還用于進(jìn)行點(diǎn)云平面投影、格網(wǎng)劃分；

圖像處理模塊用于基于格網(wǎng)語義特征生成點(diǎn)云格網(wǎng)特征圖像，還用于基于區(qū)域語義特征得到建筑立面區(qū)域；

數(shù)據(jù)輸出模塊用于根據(jù)所述高層建筑立面點(diǎn)和所述建筑立面區(qū)域，計(jì)算得出建筑立面點(diǎn)云。

第二方面，提供了一種基于多層次語義特征的建筑立面點(diǎn)云提取系統(tǒng)的方法，使用第一方面提供的一種基于多層次語義特征的建筑立面點(diǎn)云提取系統(tǒng)，對(duì)建筑立面點(diǎn)云進(jìn)行提取；

在第二種可實(shí)現(xiàn)方式中，包括以下步驟：

使用數(shù)據(jù)讀取模塊讀取原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

使用點(diǎn)云處理模塊對(duì)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)；