[發明專利]基于MLS點云數據的行道樹單體化提取方法及裝置

有效

• 申請號: 202211115280.1
• 申請日: 2022-09-14
• 公開（公告）號: CN115205690B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 王偉璽;湯圣君;范宇航;李曉明;李游;謝林甫;郭仁忠
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06V10/26;G06V10/762;G06V10/77
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文

本發明公開了一種基于MLS點云數據的行道樹單體化提取方法及裝置，方法包括，采用濾波方法對原始MLS點云進行預處理，得到預處理后的MLS點云；對預處理后的MLS點云進行濾波處理，得到包含行道樹樹干的切片點云，對切片點云進行識別提取，得到樹干點云；對預處理后的MLS點云依次進行歐式聚類和體素化處理，得到體素化后的MLS點云，體素化后的MLS點云采用體素區域生長算法進行體素區域生長，得到初步的樹冠點云；基于高程變化的聚類方法對初步的樹冠點云中樹冠邊緣進行優化，得到精確的樹冠點云，將精確的樹冠點云與對應的樹干點云合并，得到完整的單顆行道樹點云；本發明提高了行道樹的識別精度以及提高了行道樹個體提取結果。

技術領域

本發明涉及MLS點云數據處理領域，尤其涉及一種基于MLS點云數據的行道樹單體化提取方法及裝置。

背景技術

行道樹作為道路環境的重要組成部分其在景觀功能、生態功能和意向功能等方面起著積極的作用。因此，行道樹信息的自動化快速提取是智慧城市建設中不可或缺的環節。隨著移動激光掃描技術（MLS）的快速發展，由移動激光掃描獲得的點云被廣泛用于表達道路環境要素的三維表面信息。其中單顆行道樹的MLS點云可以被廣泛應用于道路擴建規劃、行道樹3D建模、行道樹修剪、城市氣候研究、行路樹生長監測、行車道樹參數提取和生物量估計等領域，從側面證明了從MLS點云中單獨提取行道樹的重要性和實用性。

在過去幾年中，研究人員已經提出了許多方法來從MLS點云中單獨提取街道樹，但這些方法只能在樹冠和其他附近對象之間有少量重疊或沒有重疊的大樹間隔的簡單場景中獲得滿意的結果。然而面對樹冠之間或樹冠與相鄰桿狀物體之間有較大重疊或接觸較大的分割場景時，現有方法的識別精度較低，個體提取結果較差。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本申請的目的在于提供一種基于MLS點云數據的行道樹單體化提取方法及裝置，旨在解決在如何提高識別精度以及提高個體提取結果的問題。

為解決上述技術問題，本申請實施例第一方面提供了一種基于MLS點云數據的行道樹單體化提取方法，所述方法包括：

采用濾波方法對原始MLS點云進行預處理，去除所述原始MLS點云中的地面點云以及建筑立面點云，得到預處理后的MLS點云；

對所述預處理后的MLS點云進行濾波處理，得到包含行道樹樹干的切片點云，對所述切片點云進行識別提取，得到樹干點云；

對所述預處理后的MLS點云依次進行歐式聚類和體素化處理，得到體素化后的MLS點云，所述體素化后的MLS點云采用基于最小增量規則的體素區域生長算法進行體素區域生長，完成樹冠點云的實例化分割，得到初步的樹冠點云；

基于高程變化的聚類方法對所述初步的樹冠點云中樹冠邊緣進行優化，得到精確的樹冠點云，將所述精確的樹冠點云與對應的所述樹干點云合并，得到完整的單顆行道樹點云。

作為進一步改進技術方案，所述采用濾波方法對原始MLS點云進行預處理，去除所述原始MLS點云中的地面點云以及建筑立面點云，得到預處理后的MLS點云包括：

采用布料濾波方法將所述原始MLS點云中的地面點云去掉，得到去除地面的第一MLS點云；

采用法線濾波方法去除所述第一MLS點云中的建筑立面點云，得到所述預處理后的MLS點云。

作為進一步改進技術方案，所述對所述預處理后的MLS點云進行濾波處理，得到包含行道樹樹干的切片點云，對所述切片點云進行識別提取，得到樹干點云包括：

對所述預處理之后的MLS點云進行高程歸一化處理，得到高程歸一化后的MLS點云；

對所述高程歸一化后的MLS點云進行Z值維度的直通濾波，得到包含行道樹樹干的切片點云；

對切片點云依次進行歐氏聚類、點云體素化及體素鄰域分析、初始種子選取和體素區域生長，得到樹干點云。