[发明专利]一种高精度数字高程模型的轻量化方法

说明书

本发明提供一种高精度数字高程模型的轻量化方法，实现了DEM两次轻量化，第一次通过对点云数据重采样，可将点云模型的数据量降低到100倍左右，通过多次空中三角测量解算流程和模型修复，得到数据内存较低的数字表面模型，且地形精度并没有下降；第二次轻量化是通过设置DEM重采样的间距来实现的，得到的DEM精度均处于1米以内，有效解决了现有DEM数据冗余量和内存较大、模型表面不光滑、地形精度不高等缺陷。属于建筑工程领域。

技术领域

本发明涉及一种高精度数字高程模型的轻量化方法，尤其适用于三维真实地形模型的生产及应用，属于建筑工程领域。

背景技术

近年来，随着建筑业信息化集成度越来越高，BIM+应用模式逐渐深入施工各阶段，其中最有应用价值的应属“BIM+GIS”的集成应用，其具有天然的互补关系。对于BIM+GIS的应用，最核心的是解决地形数据的来源，目前，GIS数据主要通过权威平台获取，能够下载地形精度为30米左右的数字高程模型(以下简称DEM)，部分机构可以获取精度10的DEM，但是费用较高。另一方面，设计院虽然能够提供设计地形图，但一般为栅格数据，需要做矢量化处理生产DEM，通过GIS平台进行整合，其工作量较大，且生产的DEM精度并不是很高，均不能真实直观地表达现场的三维空间信息。随着无人机航测的快速发展，通过对无人机航测建立空中三角测量解算流程能够直接生产数字高程模型(DEM)，但是其数据量存储量很庞大，含有大量的冗余数据，如植被、建筑等，对电脑运行要求极高，并不能直接使用，限制了高精度DEM的生产效率及应用价值。

发明内容

本发明提供一种高精度数字高程模型的轻量化方法，针对现有DEM数据冗余量和内存较大、模型表面不光滑、地形精度不高等缺陷，重点研究了基于无人机航拍数据建立空中三角测量解算流程，生产高精度的点云模型，通过点云重采样法降低点云模型的数据量，导入航测软件做多次空三处理生产三维地形模型，并对三维模型进行补洞和曲面化处理，生产高精度的表现光滑且数据量较小的DEM模型。

为解决上述问题，拟采用这样一种高精度数字高程模型的轻量化方法，具体方法如下：

(1)多源点云模型采集

分别采集无人机点云数据和激光点云数据；

(2)多源点云模型融合

在TBC软件导入无人机点云模型，采用滤波分析，地区地面点云模型，通过间距采样法，对点云模型进行稀处理，将点云数据降低95-105倍；

单独对激光点云模型做拼接处理，通过点云分析，删除非表达地面信息的点云数据、噪声点云、悬浮点云，采用间距采样法稀点云模型，将点云数量降低95-105倍；

建立统一坐标基准，同时导入编辑后的空三点云数据和激光点云数据，通过法线重采样法，重新建立新的融合点云数据；

(4)实景模型生产

在CC航测建模软件中，导入融合点云数据，同时添加像控点坐标，设置模型文件的原点；

分别对控制点进行刺点，赋予实景模型绝对坐标，在空间框架选择不分块处理模式；

打开加速引擎，建立第二次空中三角测量解算流程，生产可用于修饰的obj格式的实景模型文件。

(5)模型修复处理；

(5)生产数字表面模型；

打开第二次空三处理的工程文件，将修饰的实景模型复制到可修饰的实景模型目录下；

建立第三次空中三角测量解算流程，刷新实景模型；

设置坐标基准，选择生产数字正射影像和数字表面模型；

(6)DEM生产。