[發明專利]海陸一體三維模型構建方法、裝置、存儲介質和電子設備

在審

• 申請號: 202011414879.6
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112652064A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 金鼎堅;吳芳;李丹;于坤;李勇志;王建超;張文凱;趙政;張宗貴;李奇;冀欣陽;李天祺
• 申請（專利權）人: 中國自然資源航空物探遙感中心
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T15/04;G06T15/20;G06T7/33
• 代理公司: 北京久誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11542
• 代理人: 余罡

本發明提供了一種海陸一體三維模型構建方法、裝置、存儲介質和電子設備，涉及海陸一體三維模型構建技術領域。通過機載激光雷達測深技術同步獲取海陸一體的地形和數字影像，采用藍綠激光可以同時接收陸地和水底的激光雷達回波，在軟件的數據處理時，將陸地回波和海底回波進行一體化融合處理，因此可以直接生成陸地和海底無縫銜接的地形，無需對陸地和海底分別測量，三維模型構建的效率大大提升。利用機載激光測深技術直接得到了海陸一體的三維數字地形，無需進行陸地地形和海底地形平面基準統一、垂直基準統一、數據結構統一、數據空白區插值等復雜的處理過程，技術流程簡單。

技術領域

本發明涉及海陸一體三維模型構建技術領域，具體涉及一種海陸一體三維模型構建方法、裝置、存儲介質和電子設備。

背景技術

海陸一體三維模型首先需要獲取海陸一體的數字地形，然后在地形數據上使用遙感影像或者其他影像進行紋理映射，生成三維數字模型。

在目前的方法中，對陸地地形和海底地形分別采用不同的技術進行采集，例如對于陸地地形使用激光雷達或者攝影測量的方法獲取，對于水底地形使用船載多波束或單波束測量方法獲取，然后將陸地地形和水底地形進行綜合，最后再將影像映射到綜合后的地形上生成三維模型。涉及到陸地地形和海底地形平面基準統一、垂直基準統一、數據結構統一、數據空白區插值等復雜的處理過程。

上述方法流程繁瑣、對于海底地形數據獲取采用船載測量技術，測量速度低、儀器測量覆蓋范圍窄，因此總體工作效率較低，而且在一些船只無法通行的淺水區和地形復雜區無法實現。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種海陸一體三維模型構建方法、裝置、存儲介質和電子設備，解決了現有的方法構建海陸一體三維模型的流程復雜，數據采集效率低的問題。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

第一方面，一種海陸一體三維模型構建方法，該方法包括：

同步獲取海岸帶海島礁地區的機載激光雷達測深數據和數字影像；

基于所述機載激光雷達測深數據生成海陸一體三維模型的基礎地形數據和海底影像；

基于所述機載激光雷達測深數據和數字影像生成陸地數字正射影像；

以所述基礎地形數據為基礎，使用所述海底影像和所述陸地正射影像進行紋理映射，生成海陸一體三維模型。

可選的，所述基于所述機載激光雷達測深數據生成海陸一體三維模型的基礎地形數據和海底影像，包括如下步驟：

S2.1、基于采集的機載激光雷達測深數據、飛機的定位定姿數據和激光的指向信息，計算陸地、水面和水底的三維橢球坐標，生成原始激光點云數據；

S2.2、去除所述原始激光點云數據的水面點云數據和水底噪聲，得到只包括陸地和水底的激光點云數據；

S2.3、基于所述只包括陸地和水底的激光點云數據，內插生成格網數字高程模型，作為用于構建海陸一體三維模型的基礎地形數據；

S2.4、根據激光雷達點云數據上顯示的瞬時平均海水面高程，將低于該高程值的地形作為水底數字高程模型，并對水底數字高程模型進行彩色渲染，將渲染后的彩色影像輸出，作為海底影像。

可選的，所述基于所述機載激光雷達測深數據和數字影像生成陸地數字正射影像，包括如下步驟：

S3.1、對所述數字影像進行預處理和無控制空三解算，得到無控制點條件下的外方位元素和空三匹配點云數據；

S3.2、以S2.2中生成的激光點云數據作為控制點，進行有控制空三解算，得到優化后的外方位元素；