[发明专利]一种点云综合精度评价方法

说明书

本发明提供了一种点云综合精度评价方法，包括从点云成果提取单点、剖面、区域面对点云高程精度进行评价；从点云成果提取地物特征点、特征线与其同步获取影像或野外检测数据进行点云平面绝对精度、点云平面线相对精度、点云平面面相对精度进行评价。所述的点云综合精度是从点云检测的地形类别代表性、数据处理方法合理性、工程应用需求、地理要素表达等方面出发，依据野外检测碎部点、断面线、地形图，在分类后地面点云提取对应的点、线、面。平面精度分别从点位坐标、特征线长度、特征面面积，高程精度分别从单点高程，断面面积、形态吻合性，地形表面模型吻合性、体积等，对点云综合精度进行评价。

技术领域

本发明涉及测绘领域，尤其涉及一种点云综合精度评价方法。

背景技术

三维激光扫描技术是一个迅速发展起来的高新测量技术，通过三维激光扫描技术快速获取目标物体的表面三维数据、构造特性、颜色和反射率等信息，从而为测量目标的识别分析提供了更为丰富的研究内容，被称为“实景复制技术”。由于其获取空间数据的快速高精度特点迎合了测绘发展的趋势，满足了空间信息获取和表达的需要，因而在众多的工程应用领域显现出技术优势，并引发了一场新的技术革命，是继GPS空间定位系统之后又一项测绘技术新突破。与传统测量手段相比，具有无可比拟的优势，主要体现在速度快、精度高、自动化程度高、劳动强度低、使用方便、环境依赖性小等方面。三维激光扫描技术已被广泛应用于地形测绘、三维建模、城市规划、自然资源调查、自然灾害评估、地质学、土木工程、水文、林业调查、电力巡检、考古等领域。

三维激光扫描技术获取数据主要为包含被测物三维空间信息的点云数据，点云数据经滤波处理，得到应用领域所需的专题点云数据。点云数据精度是应用的基础，点云成果精度既由扫描系统本身决定，又与专题点云提取准确性决定。目前点云质量评价涉及的技术规范主要有《机载LiDAR数据获取技术规范》(CH/T 8024-2011)、《机载LiDAR点云数据质量评价指标及计算方法》(GB/T 36100-2018)。《机载LiDAR数据获取技术规范》从点云密度、点云高程方面进行要求，较为笼统，且不全面。《机载LiDAR点云数据质量评价指标及计算方法》从点云密度、点云高程精度、点云平面精度方面对点云质量进行评价。在点云高程精度方面，从单点角度出发，对点云精度进行评价，且要求检查点位于裸露的平坦地面；点云平面精度从单点及边长方面对点云平面精度进行评价。在点云检查地表类型方面，检查点布设在裸露的平坦地表，不仅地形类别代表性差，且不能有效的检验数据处理引入的误差；在工程应用方面，局部点、断面、地形图为最常见的应用资料，例如线路工程设计应用的纵横断面，规划设计、土方量计算应用的地形图等，现有的技术规范没有从工程应用角度出发，仅从单点对点云质量进行评价，实践应用发现，专题点云分类也可能导致点云局部产生系统性的偏差；在地理信息要素方面，点、线、面为表达地理信息的三要素，现行技术规范高程仅从点、平面仅从点、线进行精度评价，评价的要素不全面。本发明从地形类别的代表性，数据处理后点云成果，工程应用需求，地理要素表达等方面，综合评价点云精度，保障最终成果的精度。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种点云综合精度评价方法，有效保障点云最终应用的精度。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种点云综合精度评价方法，包括从点云成果提取单点、剖面、区域面对点云高程精度进行评价；从点云成果提取地物特征点、特征线、特征面与其同步获取影像或野外检测数据进行点云平面绝对精度，点云平面线相对精度、点云平面面相对精度进行评价；

所述点云高程精度的统计是提取点云中对应野外检测数据碎部点、断面线、地形区域为依据，进行二者高程精度统计分析；精度计算式如下。

式中，H_RMS为单点高程精度；H_i为第i个点云提取单点高程值；n检测线个数；为第i个检测点高程值。

进一步，所述提取临近点的具体方法为：