[发明专利]一种基于无人机激光雷达的建筑物变化检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及建筑三维变化检测技术领域，特别涉及一种基于无人机激光雷达的建筑物变化检测方法及装置。

背景技术

随着我国城市化、工业化和信息化的进一步推进，建设用地开发利用的程度越来越大，违法占用土地、违规进行建筑的现象十分普遍，严重影响土地的合理有效利用及城市的可持续发展，给城市正常管理工作带来一定的阻碍。实时、动态、准确掌握城镇建设用地利用现状及建筑物变更状况，快速发现违法建筑并及时制止违法建设行为，是加强城市规划和土地资源动态管理、确保土地利用总体规划和城市总体规划顺利实施的必要前提条件。

基于遥感技术的城市变化检测技术是城市违法建筑和监测的基础。目前常用的方法是借助高分辨率无人机遥感影像或遥感卫星影像，从不同时间获取的影像中通过一定的算法自动检测并获取变化图斑，再结合外业核查变化图斑情况，从而实现对违法建筑和的智能监测。

目前已有许多学者提出了多种利用遥感影像进行变化检测的方法，并且各方法用于判断建筑物变化的特征主要包括地物光谱特征和影像纹理特征。基于光谱特征的变化检测一般包括地物光谱特征采集和光谱校正，但绝大多数光谱影像的空间分辨率不高，从而基于光谱特征不能检测出较小的变化区域。同时，光谱特征易受外界的影响，如季节的变化、天气的变化、植被状况变化等等，容易产生“伪变化信息”。基于纹理特征的变化检测需要经过纹理特征提取、傅里叶变换、主成分分析、阀值分割等一系列步骤，过程十分繁琐。同时，纹理特征易受阴影、光照等外界环境的干扰，造成“伪变化信息”。此外，所述光谱特征以及纹理特征均是直接从二维平面影像中提取出来的二维空间特征，而忽视了违法建筑在高程上的变化，造成建筑变化检测结果不准确。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种基于无人机激光雷达的建筑物变化检测方法及装置，以解决现有建筑物变化检测方法存在的检测不准确的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于无人机激光雷达的建筑物变化检测方法，其包括：

基于无人机激光雷达系统获取待检测区域的点云深度图，并基于预设的城市三维模型获取待检测区域的模型深度图；

对所述点云深度图与所述模型深度图进行配准，并获取配准后的点云深度图与模型深度图的深度差值图；

对所述深度差值图进行聚类分析以得到目标区域，并根据所述目标区域得到检测结果。

所述基于无人机激光雷达的建筑物变化检测方法，其中，所述基于无人机激光雷达系统获取待检测区域的点云深度图，并基于预设的城市三维模型获取待检测区域的模型深度图具体包括：

采用无人机激光雷达系统获取待检测区域的三维激光点云，并在预设的城市三维模型中选取待检测区域的区域三维模型；

分别对三维激光点云以及区域三维模型进行网格划分，并分别获取各网格的深度值；

根据三维激光点云对应的网格的深度值生成点云深度图，并根据区域三维模型对应的网格的深度值生成模型深度图。

所述基于无人机激光雷达的建筑物变化检测方法，其中，所述对所述点云深度图与所述模型深度图进行配准具体包括：

在所述点云深度图中选取若干第一点，并在所述模型深度图中选取相应的若干第二点；

根据所述若干第一点和若干第二点计算点云深度图相对于模型深度图的配准参数，并根据所述配准参数对所述点云深度图进行配准。

所述基于无人机激光雷达的建筑物变化检测方法，其中，根据所述若干第一点和若干第二点计算点云深度图相对于模型深度图的配准参数的计算公式为：

X_M＝R·X_P+T

其中，X_M表示模型深度图的所有第二点坐标集，X_P表示点云深度图的所有第一点的坐标集，T表示点云深度图向模型深度图配准的二维平移向量，R表示点云深度图向模型深度图配准的旋转矩阵。

所述基于无人机激光雷达的建筑物变化检测方法，其中，所述获取配准后的点云深度图与模型深度图的深度差值图具体为：

对所述点云深度图与所述模型深度图进行逐像素求差，并根据计算得到的各像素差生成深度差值图。

所述基于无人机激光雷达的建筑物变化检测方法，其中，所述对所述深度差值图进行聚类分析以得到目标区域，并根据所述目标区域得到检测结果具体包括：