[发明专利]一种基于三维激光点云建立地理空间索引的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地理信息系统领域，尤其涉及一种基于三维激光点云建立地理空间索引的方法。

背景技术

三维激光点云可由不同的平台获取，如机载激光扫描仪，车载激光扫描仪和地面激光扫描仪，其数据特点是数据量巨大，当数据浏览路径已知时，在某一站点可视范围内的点云数量可高达数百万，甚至上亿，这不仅加重了数据加载的负荷，更大大增加了搜索的计算量，如何使互联网客户端快速搜索出三维激光点云成为亟待解决的问题。

传统的空间索引方法有四叉树、K-D树、R树等，它们首先均是自上而下的构建空间索引，完成空间位置到空间位置的分层索引，虽然可以解决点云的搜索问题，但是在互联网环境下，除了要求搜索迅速外，还要求加载和处理迅速，才可真正提高用户体验。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于三维激光点云建立地理空间索引的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于三维激光点云建立地理空间索引的方法，包括如下步骤：

步骤1：获取一个浏览站点，并构建以浏览站点为几何中心，R为半径的球面；

步骤2：搜索所述球面内的三维激光点；

步骤3：构建所述球面的内接正方体为内包围盒；

步骤4：利用所述球面内的三维激光点计算所述内包围盒的距离矩阵；

步骤5：根据内包围盒的距离矩阵生成内包围盒的距离图像并无损压缩；

步骤6：将压缩的距离图像存入内包围盒的距离图像文件中；

步骤7：重复步骤1至6，直至处理的浏览站点的数量达到预设值，结束。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，步骤2的具体步骤实现过程为：找出距离浏览站点的欧式距离r小于或等于R的三维激光点集，计算公式如下：

r=(Xi-Xw)2+(Yi-Yw)2+(Zi-Zw)2≤R]]>

其中，所述三维激光点的地理空间坐标为（Xi,Yi,Zi），所述浏览站点的地理空间坐标为（Xw,Yw,Zw）。

进一步，步骤4计算内包围盒的距离矩阵的具体步骤如下：

步骤4.1：获取所述球面内的一个三维激光点；

步骤4.2:根据浏览站点的姿态(heading,pitch,roll)，计算所述三维激光点相对于浏览站点的相对空间坐标（dX，dY，dZ），其中heading代表航向角，pitch代表俯仰角，roll代表横滚角；

步骤4.3：根据三维激光点的相对空间坐标（dX，dY，dZ）计算该三维激光点相对于浏览站点的球面坐标（r,θ,φ）；

步骤4.4：根据球面坐标（r,θ,φ）判断该三维激光点与浏览站点连线的投影位于内包围盒的哪个表面；

步骤4.5：根据三维激光点的相对空间坐标（dX，dY，dZ）计算出三维激光点与浏览站点连线的投影位于所述内包围盒相应表面的具体位置(row,col)，其中row代表投影位置所在的行，col代表投影位置所在的列；

步骤4.6：判断所述位置(row,col)上是否已存有距离值，如果有，则比较所处理的三维激光点距离浏览站点的距离值r与已存储的距离值的大小，将较小的距离值存入该位置；否则直接将所处理的三维激光点距离浏览站点的距离值r存入该位置上；

步骤4.7：判断所述球面内的三维激光点是否处理完，如果未处理完，返回步骤4.1；否则进入步骤4.8；