[发明专利]一种依据反射强度与地形形态的激光扫描点云植被过滤方法

权利要求书

1.一种依据反射强度与地形形态的激光扫描点云植被过滤方法，其特征在于：

所述方法具体步骤如下：

（1）在室内试验的基础上，标定地面型三维激光扫描仪的距离与反射强度关系RR（Reflection/Range）值；

（2）建立地表点云与植被点云的反射强度差异关系；

地面型三维激光扫描仪在同一时间、同一范围内采集的地表点云与地表植被点云的反射强度存在差异，据此而建立地表点云与植被点云的反射强度差异关系；

（3）依据植被点云反射强度关系与地表土壤、岩石点云反射强度判据关系过滤植被点云，考虑10%的强度提高区间，剔除反射强度值小于或等于(1+10%)(R_o/L_o)*RR的点云，保留反射强度值大于(1+10%) (R_o/L_o)*RR；

（4）考虑地形形态过滤地形异常点，鉴于通过反射强度过滤点云的方法产生的地形孤立点较多，过滤所述孤立点、异常点；

（5）经过反射强度与地形形态过滤调整过滤植被后的点云可能会稀疏不均，出现“大窟窿”似的部分点云缺失严重的现象；通过密度调整的方法可使点云达到最佳表现地形的水平。

2.依据权利要求1中所述的一种依据反射强度与地形形态的激光扫描点云植被过滤方法，其中标定地面型三维激光扫描仪的距离与反射强度关系RR（Reflection/Range）值的步骤如下：

a）以标准反射片（圆形，直径10cm）贴放在距三维激光扫描仪距离为10m、20m、40m、60m、80m、100m处各一个或几个；

b）以不同扫描密度d={d₁，d₂，d₃，…，d_n}扫描各反射片，提取d=d_n时各距离下的平均反射强度R_avr=（R₁+R₂+…+R_k）/ k（k为某距离下反射片个数）；

c）用R_avr，R表示在三维激光扫描仪距反射片R距离下的平均反射强度R_avr，RR关系通过RR=f（R_avr，R，R）确定。

3.依据权利要求1中所述的一种依据反射强度与地形形态的激光扫描点云植被过滤方法，建立地表点云与植被点云的反射强度差异关系的方法特征如下：地面型三维激光扫描仪在同一时间、同一范围内采集的地表点云与地表植被点云的反射强度存在差异；对特定工程扫描点云数据，取样代表性植被的反射强度值R_o，代表性植被对于三维激光扫描仪距离为L_o；由植被反射强度小于土壤、岩石反射强度，根据权利要求1所述对于距离扫描仪长度为L处，如果此处为植被，则点云反射强度应小于反射强度值(R_o/L_o)*RR。

4.依据权利要求1中所述的一种依据反射强度与地形形态的激光扫描点云植被过滤方法，考虑地形形态过滤地形异常点的方法特征在于，具体步骤如下：

a）基于目标点云平面坐标系统建立XY平面网格单元；

b）网格单元的大小由用户制定，依扫描密度而定；

c）目标点云X、Y坐标落在网格单元（i，j）下的点归入点集A（i，j）；

d）寻找点集A（i，j）中元素为1的点集所对应的网格单元（m，n）；

e）反算网格单元（m，n）X、Y坐标范围；

f）删除e）步骤中坐标范围内的点。

5.依据权利要求1中所述的一种依据反射强度与地形形态的激光扫描点云植被过滤方法，调整滤植被后点云密度的方法可使点云达到最佳表现地形的水平，其特征在于，该方法包括：

a）同权利要求4中所述方法建立XY平面网格单元，网格单元的大小由用户制定；

b）目标点云X、Y坐标落在网格单元（i，j）下的点归入点集A（i，j）；

c）点云扩充方向分为：i方向（Y方向）扩充与j方向扩充（X方向），由用户制定；

d）提出点击A中元素为0的点集A（i₀，j₀），以i方向扩充为例，依次寻找A（i₀±1、2、…、n，j₀）中元素不为0的点集，即i方向前后最邻近的不为0的点集，记为A₁、A₂；

e）计算步骤d）中点集A₁、A₂的元素高程平均值，记为H₁、H₂；

f）依据e）步骤中H₁、H₂与i方向步距差n=n₁+n₂，计算得步距dec=(H₁-H₂)/n，按i步距推算元素为0的点集应有的高程H₀；

g）在点集A（i₀，j₀）中心创建新点，点高程取f）步骤中H₀；

h）循环步骤d）到g），直到没有元素为0的点集。