[发明专利]一种快速获取三维建筑信息的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及获取三维建筑信息技术领域，尤其涉及一种快速获取LiDAR(Light Detection And Ranging，激光雷达)点云数据与DLG(Digital Line Graphic，数字线划图)数据集成三维建筑信息的方法及系统。

背景技术

随着工业化、城市化的加速发展，城市信息的滞后性成为当今发展迫切需要解决的一个问题，如何快速、有效、低廉的获取城市建筑物信息建立数字城市是当今城市管理者们普遍关心的一个问题。此外，在进行城镇村土地集约节约利用评价时，建筑物信息获取也是一个非常重要的方面，快速获取城市建筑物信息对于城镇村土地集约节约评价也是至关重要的一项技术支撑。

目前，获取建筑物空间信息建立建筑物数字三维的方法主要有三种类型：(1)人工提取的方法；(2)航空摄影的方法；(3)激光扫描的方法。

人工提取的方法就是根据人的判读从图像或是实地读取出每个建筑物的信息，由于完全依据人的经验和方法进行提取，因而速度慢，耗费大量的人力和物力。

航空摄影的方法主要是采用立体像对，通过特征匹配和共线条件方程来重建建筑物3D模型，其中匹配算法直接决定了结果的正确性和完整性，此外也有采用单张影像，利用建筑物阴影计算建筑物高，建立建筑物三维数字模型，但通常只能应用于有规则几何的建筑物，而且可靠性和精度都不能得到有效保证。

采用激光扫描建立建筑物三维模型的方法是最新发展起来一种技术，主要方式是采用机载或地面三维激光扫描仪，构建激光点云，从而建立建筑物三维模型，此种方法精度高，但需要处理大量的点云数据，工作量大、过程复杂、处理时间长，然而在应用中我们对建筑物三维模型的获取也不需要如此高的精度。

此外，目前还有采用航空影像数据与激光扫描数据相结合的方式获取建筑物三维模型的方式，主要采用高分辨率的航空影像获取建筑物平面轮廓信息，采用激光扫描数据获取高度信息，这种由航空影像获取建筑物外围轮廓的方式需要采用相应算法提取建筑物轮廓，且只对轮廓规则的建筑物最为适用，而且还有很多建筑物轮廓无法有效的提取。

发明内容

本发明的目的在于设计一种新型的快速获取三维建筑信息的方法，解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种快速获取三维建筑信息的方法，包括：

数据准备，获取原始数据并进行数据格式转换；

数据处理，导入所述格式转换后的数据并获取临界高程值，对导入的所述格式转换后的数据及临界高程值进行数据处理；

结果生成，根据所述数据处理后所得的数据建立建筑物数字三维模型。

所述原始数据，包括激光点云数据和数字线划图数据，所述激光点云数据为建筑物高度信息，所述数字线划图数据为建筑物轮廓地图信息。

所述的数字线划图数据为大比例尺数字线划图数据。

所述的临界高程值，是通过对点云数据的高程属性进行等距高程频率直方图统计分析获得。

所述的数据处理过程包括：

(1)数据导入，导入所述数据格式转换后的原始数据；

(2)获取所述临界高程值；

(3)坐标系统转换，对导入的数据进行坐标系统转换；

(4)点图层数据分类；

(5)建立DEM(Digital Elevation Model，数字地面模型)并获取地形连续变化范围；

(6)检验并提取建筑物上的点；

(7)计算建筑物高度值。

所述的坐标系统转换，是将激光点云数据和数字线划图数据转化为统一的坐标系统框架下。

所述点图层数据分类，是以所述临界高程值作为标准将点图层根据其高程属性值分为大于所述临界高程值的点图层和小于所述临界高程值的点图层，分别生成建筑物上的点图层和地面点图层。

所述的建立数字地面模型并获取地形连续变化范围，是将所述地面点图层采用克里金插值进行空间插值，生成数字地面模型，得到地形的连续变化取值范围。

所述检验并提取建筑物上的点中所述的检验，是采用所述地形的连续变化取值范围对所述建筑物上的点图层再次进行筛选，去掉所述临界高程值在地形变化范围内的点。

所述提取建筑物上的点，是将所述数字线划图数据与经过所述数字地面模型筛选过的建筑物上的点图层进行叠加分析。

所述计算建筑物高度值，是根据所述数字线划图数据中建筑物轮廓内的点数据的高程值，采取求和取平均值计算平均高度作为属性值赋给建筑物。