[发明专利]水上水下三维点云的融合方法

权利要求书

1.一种水上水下三维点云的融合方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1源数据准备：采集选取的固定区域水上点云数据和水下点云数据；

S2数据预处理：所述步骤S1中的水上点云数据，在Scene软件中利用标靶球、标靶纸进行每个测站数据之间的拼接，在完成测站拼接的基础上需要进行提取、过滤和删除操作，选取点云数据中成像清晰、分布均匀、点云密集的数据，并进行切割分块，在每个分块中对明显的噪声数据进行剔除；对于水下点云数据，在Hypack软件中展示数据，并剔除噪声点；

S3坐标校正：在经所述步骤S2处理后的点云数据中逐个捕捉控制点后，将控制点坐标数据导入cyclone软件，生成控制点空间模型，以控制点空间模型为依据，对水上点云数据进行校正，使其与水下点云数据处于同一坐标系下，并进行精度评价，生成精度评价表；

S4水上水下数据融合：直接在水上点云数据所在视图中导入水下点云数据，利用cyclone软件的Unify Clouds功能，将各测站、各场景和各类型数据融合为同一整体，并优化掉重叠部分，减小数据冗余度；

还包括有以下步骤：

S5空白区域插值处理：对于水下点云数据与水上点云数据存在的真空层空白区域，利用不规则三角网插值法，对选定区域进行插值处理；

S6精度评价：选择所述步骤S5中插值区域的等高线图、点位中误差和航道横纵断面图作为评价指标，分析插值结果的可靠性。

2.根据权利要求1所述的水上水下三维点云的融合方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述不规则三角网插值法具体步骤如下：

S5-1：在空白区域两侧布设若干标记点，标明实际插值区域范围；

S5-2：对融合后点云数据的空白区域进行不规则三角网插值，形成空白区内的数字高程模型DEM，通过调整三角形个数对插值结果进行模型优化。

3.根据权利要求2所述的水上水下三维点云的融合方法，其特征在于，在所述步骤S5-1中，沿空白区域边缘布设了四排标记点，其中两排为沿水上点云边界布设的标记点，另外两排为沿水下点云边界布设的标记点。

4.根据权利要求1所述的水上水下三维点云的融合方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述等高线图为进行等高线分析，选取测区模型，生成等高线而形成的；所述航道横纵断面图为进行断面分析时形成的，所述断面分析的具体方法为以航道中线为轴线，以10米的距离截取横断面，从中选择轴线20米、70米、100米共计三处具有代表性的横断面进行分析；同时，在测区中心选取与航道中线相垂直的直线作为轴线，以6米的距离截取纵断面，从中选取12米处、78米共计两处纵断面进行分析；所述点位中误差为进行实测对比分析形成的，在点云两侧插值区域内各选取15个检查点，对检查点采用实地放样平面坐标的方法，实地采集高程数据，在cyclone软件中直接导出检查点高程，将高程与外业实测高程进行对比，并计算得到点位中误差。

5.根据权利要求1所述的水上水下三维点云的融合方法，其特征在于，在所述步骤S2中，针对水上点云数据分块处理中，设定包围盒用于分割点云区块以方便对噪声的处理；另外选中与分块处理无关的部分水上点云数据，在此处予以删除。

6.根据权利要求1所述的水上水下三维点云的融合方法，其特征在于，在所述步骤S3中，采集3个以上控制点进行校正，以获得水上点云数据的绝对坐标，使其与水下点云数据处于同一坐标系下。