[發明專利]一種適用于山區危巖落石的LiDAR點云數據提取方法

有效

• 申請號: 202210033819.2
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114332631B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 徐正宣;劉國祥;張廣澤;馮濤;王棟;王哲威;歐陽吉;陳明浩;周學軍;孟少偉;劉志軍;謝榮強;向衛;張瑞
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06T5/30;G06V10/30;G06T17/05
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 韓洋

本發明公開了一種適用于山區危巖落石的LiDAR點云數據提取方法，包括：步驟1：對山區掃描獲取點云數據；步驟2：設定格網尺寸，對點云數據構建虛擬格網；步驟3：對點云數據進行去噪處理，再在虛擬格網中創建索引號，確定點云數據最大行號；步驟4：根據最大行號計算結構元素，對點云數據進行形態學開運算，得到點云數據的高差變化值；對點云數據進行曲面擬合，得到點云數據的地面數字模型，進而得到地形起伏度值；步驟5：根據高差變化值及地形起伏度值判斷點云數據是否為地面點；步驟6：將結構元素與預設閾值比較，若小于閾值，則結束，否則返回步驟2更新格網尺寸。本發明對點云數據進行形態學開運算和曲面擬合，能更加準確得到地面點。

技術領域

本發明涉及航空攝影測量技術領域，特別涉及一種適用于山區危巖落石的LiDAR點云數據提取方法。

背景技術

在進行鐵路線路勘查時，由于山區的地形起伏復雜多變，且一些區域存在著極大的落差，山區地表又覆蓋有茂密的植被，常規的地面勘探與調繪無法實行，遙感技術手段也受制于氣候條件和植被覆蓋因素的制約，使工作人員無法準確了解高植被覆蓋區下的地形情況。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種適用于山區危巖落石的LiDAR點云數據提取方法，通過利用機載激光雷達對山區進行掃描獲取LiDAR點云數據，對LiDAR點云數據進行有效點云數據的提取，從而根據有效點云數據獲得山區真實地形，了解山區的危巖落石情況。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種適用于山區危巖落石的LiDAR點云數據提取方法，包括以下步驟：

步驟1：利用機載激光雷達對山區進行掃描獲取LiDAR點云數據；

步驟2：設定格網尺寸，對所述LiDAR點云數據構建虛擬格網；

步驟3：對所述LiDAR點云數據進行去噪處理，再對去噪處理后的所述LiDAR點云數據在所述虛擬格網中創建索引號，確定所述LiDAR點云數據在所述虛擬格網中的最大行號；

步驟4：根據所述最大行號計算結構元素，根據所述結構元素對所述LiDAR點云數據進行形態學開運算，得到形態學開運算前后的所述LiDAR點云數據的高差變化值；同時，根據所述結構元素對所述LiDAR點云數據進行曲面擬合，得到所述LiDAR點云數據的地面數字模型，根據所述地面數字模型得到所述LiDAR點云數據的地形起伏度值；

步驟5：利用所述步驟4所得地形起伏度值根據地形坡度公式計算高差閾值，并計算所述LiDAR點云數據的所述高差變化值與所述地形起伏度值的差，得到差值，將所述差值與所述高差閾值進行比較，根據比較結果判斷LiDAR點云數據是否為地面點，若是，則提取所述LiDAR點云數據；若否，則剔除所述LiDAR點云數據；

步驟6：將所述結構元素與預設的結構元素閾值進行比較，若所述結構元素小于所述結構元素閾值，則輸出提取到的LiDAR點云數據集；若否，返回步驟2更新設定的格網尺寸，重復步驟2至步驟5，以更新所提取的地面點。