本發(fā)明屬于點云數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種河岸區(qū)域點云數(shù)據(jù)的處理方法。

背景技術(shù)：

隨著計算機圖形技術(shù)的發(fā)展，點云數(shù)據(jù)在建模及渲染研究應(yīng)用中變得越來越普及。

目前，在采用河岸區(qū)域點云數(shù)據(jù)構(gòu)建河岸區(qū)域三維模型時，由于河岸區(qū)域點云數(shù)據(jù)存在噪聲，因此，主要采用人工干預(yù)方法清除噪聲數(shù)據(jù)，具有噪聲數(shù)據(jù)過濾效果低的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種河岸區(qū)域點云數(shù)據(jù)的處理方法，可有效解決上述問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種河岸區(qū)域點云數(shù)據(jù)的處理方法，包括以下步驟：

步驟1，獲取目標(biāo)河岸區(qū)域的原始點云數(shù)據(jù)；

步驟2，對所述原始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的點云數(shù)據(jù)；

步驟3，對所述預(yù)處理后的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行邊緣識別，識別到若干個邊緣點；依次連接各個所述邊緣點，得到河岸區(qū)域內(nèi)邊界線；

步驟4：依據(jù)河岸區(qū)域特征，將所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界線分割為若干段河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線；

步驟5，對于每段所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線，均執(zhí)行以下步驟：

步驟5.1，定位到起始數(shù)據(jù)點A和結(jié)束數(shù)據(jù)點B，同時，獲取到起始數(shù)據(jù)點A的高程值和結(jié)束數(shù)據(jù)點B的高程值；設(shè)起始數(shù)據(jù)點A的高程值小于結(jié)束數(shù)據(jù)點B的高程值；

步驟5.2，按第1預(yù)設(shè)規(guī)則，在所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線上采樣到m個采樣點，m為自然數(shù)；依據(jù)起始數(shù)據(jù)點A的高程值和結(jié)束數(shù)據(jù)點B的高程值，對每個所述采樣點賦予高程值，使按從起始數(shù)據(jù)點A向結(jié)束數(shù)據(jù)點B的方向，各個采樣點的高程值逐漸增加；

步驟5.3，按第2預(yù)設(shè)規(guī)則，在所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線的外部，確定河岸區(qū)域外邊界子線；所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線和所述河岸區(qū)域外邊界子線之間的區(qū)域即為河岸子區(qū)域；對于所述河岸子區(qū)域內(nèi)的點云的每一個數(shù)據(jù)點，記為數(shù)據(jù)點P，按采樣點臨近搜索匹配方法，搜索到距離該數(shù)據(jù)點P最近的采樣點，記為采樣點R；然后，判斷數(shù)據(jù)點P的高程值是否小于采樣點R的高程值，如果小于，則得出數(shù)據(jù)點P為異常數(shù)據(jù)點的結(jié)論，過濾掉數(shù)據(jù)點P；否則，保留數(shù)據(jù)點P；

如此不斷循環(huán)，直到將河岸子區(qū)域內(nèi)的所有數(shù)據(jù)點均匹配判斷一次；再轉(zhuǎn)到步驟6；

步驟6，河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線上的采樣點以及河岸子區(qū)域內(nèi)過濾后的數(shù)據(jù)點，形成最終用于建模的點云數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，步驟2中，對所述原始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，具體為：

獲取原始點云數(shù)據(jù)的地面分類數(shù)據(jù)，依據(jù)地面分類數(shù)據(jù)，將非河岸區(qū)域點云數(shù)據(jù)濾除，得到河岸區(qū)域點云數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，步驟5.2中，按第1預(yù)設(shè)規(guī)則，在所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線上采樣到m個采樣點，是指：

依據(jù)DEM數(shù)據(jù)平面精度設(shè)定采樣步長，按所述采樣步長，在所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線上采樣到m個采樣點。

優(yōu)選的，步驟5.2中，對每個所述采樣點賦予高程值，還包括：

對于m個采樣點,按距離起始數(shù)據(jù)點A由近及遠(yuǎn)的方向，依次記為采樣點Q1、采樣點Q2…采樣點Qm；

則：采樣點Q1的高程值-起始數(shù)據(jù)點A的高程值＝采樣點Q2的高程值-采樣點Q1的高程值＝采樣點Q3的高程值-采樣點Q2的高程值…結(jié)束數(shù)據(jù)點B的高程值-采樣點Qm的高程值。

優(yōu)選的，步驟5.3中，按第2預(yù)設(shè)規(guī)則，在所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線的外部，確定河岸區(qū)域外邊界子線，具體為：

根據(jù)DEM數(shù)據(jù)精度，設(shè)定河岸寬度值；依據(jù)所述河岸寬度值，確定所述河岸區(qū)域外邊界子線，使所述河岸區(qū)域外邊界子線與所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線完全平行，并且，所述河岸區(qū)域外邊界子線到所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線的距離等于所述河岸寬度值。

優(yōu)選的，步驟3之后，還包括：

根據(jù)河岸區(qū)域內(nèi)邊界線，構(gòu)造出相應(yīng)的河流區(qū)域面狀數(shù)據(jù)；

通過空間關(guān)系對河流區(qū)域面狀數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，將河流區(qū)域內(nèi)的點云數(shù)據(jù)濾除。

本發(fā)明提供的河岸區(qū)域點云數(shù)據(jù)的處理方法具有以下優(yōu)點：

在保證河岸區(qū)域高程平滑過渡的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)高效的過濾噪聲數(shù)據(jù)，抑制構(gòu)建到的河岸區(qū)域三維模型的表面噪聲數(shù)據(jù)，提高構(gòu)建到的河岸區(qū)域三維模型的精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的河岸區(qū)域點云數(shù)據(jù)的處理方法的流程圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供一種河岸區(qū)域點云數(shù)據(jù)的處理方法，在保證河岸區(qū)域高程平滑過渡的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)高效的過濾噪聲數(shù)據(jù)，抑制構(gòu)建到的河岸區(qū)域三維模型的表面噪聲數(shù)據(jù)，提高構(gòu)建到的河岸區(qū)域三維模型的精度。

參考圖1，河岸區(qū)域點云數(shù)據(jù)的處理方法包括以下步驟：

步驟1，獲取目標(biāo)河岸區(qū)域的原始點云數(shù)據(jù)；

步驟2，對所述原始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的點云數(shù)據(jù)；

本步驟中，可采用以下方法對原始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理：

獲取原始點云數(shù)據(jù)的地面分類數(shù)據(jù)，依據(jù)地面分類數(shù)據(jù)，將非河岸區(qū)域點云數(shù)據(jù)濾除，得到河岸區(qū)域點云數(shù)據(jù)。獲取點云數(shù)據(jù)地面分類數(shù)據(jù)，可降低點云數(shù)據(jù)量，進(jìn)而提高后續(xù)步驟對點云數(shù)據(jù)處理效率。

步驟3，對所述預(yù)處理后的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行邊緣識別，識別到若干個邊緣點；依次連接各個所述邊緣點，得到河岸區(qū)域內(nèi)邊界線；

步驟4：依據(jù)河岸區(qū)域特征，將所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界線分割為若干段河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線；

步驟5，對于每段所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線，均執(zhí)行以下步驟：

步驟5.1，定位到起始數(shù)據(jù)點A和結(jié)束數(shù)據(jù)點B，同時，獲取到起始數(shù)據(jù)點A的高程值和結(jié)束數(shù)據(jù)點B的高程值；設(shè)起始數(shù)據(jù)點A的高程值小于結(jié)束數(shù)據(jù)點B的高程值；

步驟5.2，按第1預(yù)設(shè)規(guī)則，在所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線上采樣到m個采樣點，m為自然數(shù)；例如，依據(jù)DEM數(shù)據(jù)平面精度設(shè)定采樣步長，按所述采樣步長，在所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線上采樣到m個采樣點。

依據(jù)起始數(shù)據(jù)點A的高程值和結(jié)束數(shù)據(jù)點B的高程值，對每個所述采樣點賦予高程值，使按從起始數(shù)據(jù)點A向結(jié)束數(shù)據(jù)點B的方向，各個采樣點的高程值逐漸增加；

對每個所述采樣點賦予高程值，還包括：

對于m個采樣點,按距離起始數(shù)據(jù)點A由近及遠(yuǎn)的方向，依次記為采樣點Q1、采樣點Q2…采樣點Qm；

則：采樣點Q1的高程值-起始數(shù)據(jù)點A的高程值＝采樣點Q2的高程值-采樣點Q1的高程值＝采樣點Q3的高程值-采樣點Q2的高程值…結(jié)束數(shù)據(jù)點B的高程值-采樣點Qm的高程值。

在本發(fā)明實施例中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)河岸區(qū)域點云數(shù)據(jù)的高程平滑效果，使用了根據(jù)河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線首尾數(shù)據(jù)點高程點，進(jìn)而向采樣點賦予高程值的方法。若無法得到首尾數(shù)據(jù)點的高程值，則會獲取首尾數(shù)據(jù)點臨近范圍點云數(shù)據(jù)高程均值信息，進(jìn)而參與采樣點高程平滑賦值。

步驟5.3，按第2預(yù)設(shè)規(guī)則，在所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線的外部，確定河岸區(qū)域外邊界子線；例如，根據(jù)DEM數(shù)據(jù)精度，設(shè)定河岸寬度值；依據(jù)所述河岸寬度值，確定所述河岸區(qū)域外邊界子線，使所述河岸區(qū)域外邊界子線與所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線完全平行，并且，所述河岸區(qū)域外邊界子線到所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線的距離等于所述河岸寬度值。

所述河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線和所述河岸區(qū)域外邊界子線之間的區(qū)域即為河岸子區(qū)域；對于所述河岸子區(qū)域內(nèi)的點云的每一個數(shù)據(jù)點，記為數(shù)據(jù)點P，按采樣點臨近搜索匹配方法，搜索到距離該數(shù)據(jù)點P最近的采樣點，記為采樣點R；然后，判斷數(shù)據(jù)點P的高程值是否小于采樣點R的高程值，如果小于，則得出數(shù)據(jù)點P為異常數(shù)據(jù)點的結(jié)論，過濾掉數(shù)據(jù)點P；否則，保留數(shù)據(jù)點P；

如此不斷循環(huán)，直到將河岸子區(qū)域內(nèi)的所有數(shù)據(jù)點均匹配判斷一次；再轉(zhuǎn)到步驟6；

本步驟主要原因為：由于河岸區(qū)域常常出現(xiàn)坑洼現(xiàn)象，因此，將坑洼區(qū)域的點云數(shù)據(jù)濾除，可保證三維模型表面精度。

步驟6，河岸區(qū)域內(nèi)邊界子線上的采樣點以及河岸子區(qū)域內(nèi)過濾后的數(shù)據(jù)點，形成最終用于建模的點云數(shù)據(jù)。

實際應(yīng)用中，由于河岸區(qū)域內(nèi)的河流區(qū)域常常漂浮有塑料袋等雜物，而雜物會形成點云數(shù)據(jù)中的噪聲數(shù)據(jù)，因此，需要給予去除。

因此，采用以下方法濾除；根據(jù)河岸區(qū)域內(nèi)邊界線，構(gòu)造出相應(yīng)的河流區(qū)域面狀數(shù)據(jù)；通過空間關(guān)系對河流區(qū)域面狀數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，將河流區(qū)域內(nèi)的點云數(shù)據(jù)濾除。

本發(fā)明提供的河岸區(qū)域點云數(shù)據(jù)的處理方法具有以下優(yōu)點：

在保證河岸區(qū)域高程平滑過渡的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)高效的過濾噪聲數(shù)據(jù)，可批量對點云數(shù)據(jù)進(jìn)行河岸區(qū)域高程平滑及高程異常點過濾，提升點云數(shù)據(jù)處理精確度，抑制構(gòu)建到的河岸區(qū)域三維模型的表面噪聲數(shù)據(jù)，提高構(gòu)建到的河岸區(qū)域三維模型的精度。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護(hù)范圍。