[发明专利]一种基于激光点云数据的地表三维模型构建方法

说明书

本发明公开了一种基于激光点云数据的地表三维模型构建方法，包括构建地表DEM和DOM并将二者融合，形成地表三维模型。DEM构建方法包括：获取点云数据；剔除噪点和过滤植被信息；压缩；每个DEM格网内保留距中心最近的数据点；分块处理；构建地表DEM；将地表DEM保存为GeoTIFF栅格文件。DOM构建方法包括：将激光点云数据的三维坐标和色彩值对应；地表DOM每个网格内最多保留一个点提取颜色；获取激光点云数据的凹包轮廓线，位于轮廓线内的网格填入颜色；将地表DOM保存为GeoTIFF栅格文件。本发明以高密度、真彩色激光扫描点云数据为数据源，利用点云数据的三维坐标和RGB值分别构建地表DEM和地表DOM，融合形成精度高、数据量小、精细度高、真纹理(色彩)的地表三维模型。

技术领域

本发明特别涉及一种基于激光点云数据的地表三维模型构建方法。

背景技术

地表三维模型构建方法包括以下步骤：

第一步，采用地面激光扫描技术对地形进行扫描，可获取高密度地表点的三维坐标，利用三维激光点云数据的三维坐标构建地表DEM(数字高程模型)。

第二步，利用安置在激光扫描仪上的相机获取扫描对象的影像数据，利用三维激光点云数据的RGB值构建地表DOM(正射影像图)。

第三步，将地表DOM和地表DEM进行融合，形成地表三维模型。

激光扫描地形数据具有精度高、密度大等特点，可细致反映地表的起伏状况，而影像信息则可清晰、直观反映出地表附属物如植被、建构筑物等信息，利用高密度激光扫描点云数据和相应的影像信息构建地表三维模型，可直观、真实再现地表实景，为相关应用提供基础数据。

由于激光扫描点云数据具有海量、高密度(点间距小)、含噪等特点，在构建地表DEM时，通常采用分块、抽稀的方法，效率低，精度损失大；而激光扫描作业获取的影像数据具有像幅小、畸变大、非正摄(像片倾角大)、数据量大(高清影像)等特点，不能形成有效的地表DOM。因此，直接利用地面激光扫描数据构建地表模型，不能构建带纹理的真三维地表模型。

为有效利用地面激光扫描数据，提高地面三维激光扫描技术的附加值，促进地面三维激光扫描技术的应用发展，本发明设计了基于真彩色激光点云数据的三维地表模型的构建方法。

发明内容

现有方法不能构建带纹理的真三维地表模型。本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种改进了的基于激光点云数据的地表三维模型构建方法，该方法建立的地表模型具有精度高、数据量小、精细度高、真纹理(色彩)等特点，可为工程规划、设计、三维仿真等应用提供测绘地理信息资料。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于激光点云数据的地表三维模型构建方法，包括以下步骤：步骤A.构建地表DEM；步骤B.构建地表DOM；步骤C.将地表DOM和地表DEM进行融合，形成地表三维模型；所述地表DEM构建方法包括：步骤A1.通过点云编辑，获取构建范围内的点云数据，并剔除噪点信息和过滤植被信息；步骤A2.对各DEM格网内的数据点进行压缩，每个DEM格网内保留一个距DEM格网中心最近的数据点；步骤A3.对DEM生成过程进行分块处理并构建地表DEM，根据相关地理信息将地表DEM保存为GeoTIFF栅格文件。