[發明專利]一種田坎輪廓提取方法及系統

在審

• 申請號: 202211621503.1
• 申請日: 2022-12-16
• 公開（公告）號: CN116229093A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 劉昊;譚可成;劉承照;符家科;李順
• 申請（專利權）人: 中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06V10/44
• 分類號: G06V10/44;G06T17/00;G06T3/00;G06V10/26
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 張珉瑞

本發明公開了一種田坎輪廓提取方法及系統。與現有技術相比，本發明本申請采用柵格化處理及低維度映射，避免了多次聚類操作，且將數據映射到二維空間進行計算，減少了計算量，極大地提高了計算速度。

技術領域

本發明涉及測繪領域，具體涉及一種田坎輪廓提取方法及系統。

背景技術

在征地移民、智慧城市、智慧工地、土地規劃、工程量測算等項目中，耕地地塊的統計主要依靠大量實地調研人員通過現場走訪和測量進行實測，或者通過衛星圖像進行人工勾勒，統計數據極為困難。目前，主要應用遙感圖像對土地利用信息進行統計和土地覆蓋監測，實現土地地塊的提取。

但是由于遙感圖像分辨率低，因此上述基于遙感的地塊提取只適用與大面積的國土監測，無法對大場景下分布密集、尺度微小、特征模糊的田坎進行提取。

對此，公開號為CN115049925A的中國發明專利提供了一種田塊田坎提取方法，該方法的缺點在于需要經過多次聚類操作，且全都是基于三維點云數據計算，導致計算量龐大，計算速度緩慢。

發明內容

為解決了現有田坎提取方法計算量龐大，計算速度緩慢的問題，本發明提供了一種田坎輪廓提取方法。

一方面，提供一種田坎輪廓提取方法，包括如下步驟：

S1、對待提取田坎的航空圖像序列進行三維重建，得到傾斜攝影模型和三維點云數據；

S2、對傾斜攝影模型進行正向投影，得到正攝影像數據；

S3、將正攝影像數據輸入到語義分割算法模型中，得到田坎掩碼結果圖；

S4、對田坎掩碼結果圖進行輪廓提取，得到各耕地地塊輪廓；

S5、根據各耕地地塊輪廓，從三維點云數據中提取出各耕地地塊輪廓對應的點云集合；

S6、將所有點云集合投影在二維面上，進行柵格化處理后得到柵格矩陣，計算每個柵格內各點云的法向量與單位向量的夾角均值，將夾角均值在0～45°范圍內的柵格賦值第一亮度值，將夾角均值在65～90°范圍內的柵格賦值第二亮度值，并根據亮度值的不同將柵格矩陣轉化成兩張單色圖；

S7、對兩張單色圖進行二值化處理后，提取兩張單色圖中的所有輪廓，以輪廓上的任一輪廓點的坐標作為索引，利用索引找到該輪廓點所對應的柵格，以該柵格內所有點云的中心坐標作為該輪廓點的新坐標，直至更新完所有輪廓點的新坐標；

S8、根據各輪廓點的新坐標重構輪廓，得到各田坎的輪廓。

在一些實施例中，步驟S6中，先計算各點云的法向量，再將所有點云集合投影在二維面上。

在一些實施例中，步驟S6中，所述二維面采用如下方法獲取：利用包圍盒算法計算所有點云集合的最小外包立方體，原點定義為最小外包立方體的左下后方頂點，x軸與Y軸與最小外包立方體側面平行，Z軸垂直底面向上，定義Z軸方向為映射主方向，XY面為二維面。

在一些實施例中，步驟S6中，各柵格內的點云通過如下方法確定；遍歷所有點云，根據如下公式判斷每個點云落入的柵格：

M＝((y_max-y)/step)；

N＝((x-x_min)/step)；

若M大于0且小于rows，N大于0且小于cols，則該點云落入柵格矩陣中的第[[M],[N]]個位置；