[發明專利]一種點云綜合精度評價方法

在審

• 申請號: 202110576778.7
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113344866A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 馮國正;孫振勇;樊小濤;金奇;胥洪川;孫征安;何友福;劉少聰;董宇;李啟濤;周敦杰;朱朋;石永恩;劉明;董溢;趙林東;蒲海汪洋;馬玉婷;肖旭
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會水文局長江上游水文水資源勘測局
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/62
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 吳靜

本發明提供了一種點云綜合精度評價方法，包括從點云成果提取單點、剖面、區域面對點云高程精度進行評價；從點云成果提取地物特征點、特征線與其同步獲取影像或野外檢測數據進行點云平面絕對精度、點云平面線相對精度、點云平面面相對精度進行評價。所述的點云綜合精度是從點云檢測的地形類別代表性、數據處理方法合理性、工程應用需求、地理要素表達等方面出發，依據野外檢測碎部點、斷面線、地形圖，在分類后地面點云提取對應的點、線、面。平面精度分別從點位坐標、特征線長度、特征面面積，高程精度分別從單點高程，斷面面積、形態吻合性，地形表面模型吻合性、體積等，對點云綜合精度進行評價。

技術領域

本發明涉及測繪領域，尤其涉及一種點云綜合精度評價方法。

背景技術

三維激光掃描技術是一個迅速發展起來的高新測量技術，通過三維激光掃描技術快速獲取目標物體的表面三維數據、構造特性、顏色和反射率等信息，從而為測量目標的識別分析提供了更為豐富的研究內容，被稱為“實景復制技術”。由于其獲取空間數據的快速高精度特點迎合了測繪發展的趨勢，滿足了空間信息獲取和表達的需要，因而在眾多的工程應用領域顯現出技術優勢，并引發了一場新的技術革命，是繼GPS空間定位系統之后又一項測繪技術新突破。與傳統測量手段相比，具有無可比擬的優勢，主要體現在速度快、精度高、自動化程度高、勞動強度低、使用方便、環境依賴性小等方面。三維激光掃描技術已被廣泛應用于地形測繪、三維建模、城市規劃、自然資源調查、自然災害評估、地質學、土木工程、水文、林業調查、電力巡檢、考古等領域。

三維激光掃描技術獲取數據主要為包含被測物三維空間信息的點云數據，點云數據經濾波處理，得到應用領域所需的專題點云數據。點云數據精度是應用的基礎，點云成果精度既由掃描系統本身決定，又與專題點云提取準確性決定。目前點云質量評價涉及的技術規范主要有《機載LiDAR數據獲取技術規范》(CH/T 8024-2011)、《機載LiDAR點云數據質量評價指標及計算方法》(GB/T 36100-2018)。《機載LiDAR數據獲取技術規范》從點云密度、點云高程方面進行要求，較為籠統，且不全面。《機載LiDAR點云數據質量評價指標及計算方法》從點云密度、點云高程精度、點云平面精度方面對點云質量進行評價。在點云高程精度方面，從單點角度出發，對點云精度進行評價，且要求檢查點位于裸露的平坦地面；點云平面精度從單點及邊長方面對點云平面精度進行評價。在點云檢查地表類型方面，檢查點布設在裸露的平坦地表，不僅地形類別代表性差，且不能有效的檢驗數據處理引入的誤差；在工程應用方面，局部點、斷面、地形圖為最常見的應用資料，例如線路工程設計應用的縱橫斷面，規劃設計、土方量計算應用的地形圖等，現有的技術規范沒有從工程應用角度出發，僅從單點對點云質量進行評價，實踐應用發現，專題點云分類也可能導致點云局部產生系統性的偏差；在地理信息要素方面，點、線、面為表達地理信息的三要素，現行技術規范高程僅從點、平面僅從點、線進行精度評價，評價的要素不全面。本發明從地形類別的代表性，數據處理后點云成果，工程應用需求，地理要素表達等方面，綜合評價點云精度，保障最終成果的精度。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提供了一種點云綜合精度評價方法，有效保障點云最終應用的精度。

為實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

本發明提供了一種點云綜合精度評價方法，包括從點云成果提取單點、剖面、區域面對點云高程精度進行評價；從點云成果提取地物特征點、特征線、特征面與其同步獲取影像或野外檢測數據進行點云平面絕對精度，點云平面線相對精度、點云平面面相對精度進行評價；

所述點云高程精度的統計是提取點云中對應野外檢測數據碎部點、斷面線、地形區域為依據，進行二者高程精度統計分析；精度計算式如下。

式中，H_RMS為單點高程精度；H_i為第i個點云提取單點高程值；n檢測線個數；為第i個檢測點高程值。

進一步，所述提取臨近點的具體方法為：