[发明专利]一种水利工程断面制作方法

权利要求书

1.一种水利工程断面制作方法，其特征在于，以采用机载激光雷达系统、和/或三维扫描仪、和/或多波束测深系统采集的海量三维点云配合采用航空摄影测量、和/或倾斜摄影测量、和/或近景摄影测量方法采集制作的高分辨率正射影像以及采用GPS-RTK或全站仪采集的特征点作为数据来源，包括以下步骤：

S1、绘制断面布置线；

S2、点云提取：根据绘制的断面布置线得出断面三维点云和特征点提取范围，提取该范围内的三维点云和特征点；

S3、垂直偏移：将提取的断面三维点云和特征点垂直偏移至断面布置线上；

S4、坐标系转换：将垂直偏移后的断面三维点云和特征点的坐标系由工程坐标系转换成剖面坐标系；

S5、断面线还原：根据剖面坐标系下的断面三维点云和特征点，绘制剖面坐标系下的断面线；

S6、数据反算：根据绘制好的断面线反算出所有断面点的工程坐标；

S7、属性采集：根据步骤S6中得到的各断面点在高分辨率正射影像的位置进行判译，得到断面线上各断面点的属性；

其中，所述步骤S2的点云提取是以断面布置线为中轴线，向两边各偏移距离L得到两条平行线段，所述L＝0.5-1.0米，将两条平行线段首尾相连形成封闭矩形，该封闭矩形所围区域即为断面三维点云和特征点提取范围，将该范围内的三维点云和特征点数据进行提取；其中，

通过以下公式求算封闭矩形的四个角点坐标值，从而可实现批量绘制封闭矩形：

其中，假设断面布置线起点坐标为P₁(X₁,Y₁)，终点坐标为P₂(X₂,Y₂)，起点与终点不重合，封闭矩形的四个角点为A(X_A,Y_A)、B(X_B,Y_B)、C(X_C,Y_C)、D(X_D,Y_D)。

2.根据权利要求1所述的水利工程断面制作方法，其特征在于，所述步骤S1的绘制断面布置线是指根据项目任务需求实际要制作断面图的位置按规则绘制断面布置线，并给每条断面布置线命名，所述规则包括与项目任务要求相匹配的绘制位置、顺序、方向、间隔、长度。

3.根据权利要求1所述的水利工程断面制作方法，其特征在于，所述步骤S3的垂直偏移可通过以下公式实现批量处理：

其中，假设断面三维点云和特征点的任意一点P₀的工程坐标为P₀(X₀,Y₀)，偏移后的坐标为P_M(X_M,Y_M)。

4.根据权利要求3所述的水利工程断面制作方法，其特征在于，所述步骤S4的坐标系转换具体包括以下步骤：

S41、将步骤S3中经过垂直偏移后的断面三维点云和特征点绕Z轴旋转至断面布置线呈正西-正东指向，且起点在西、终点在东；

S42、以断面布置线为轴，绕该轴逆时针旋转90°，定义高程递增的方向作为Y轴方向，断面布置线起点指向终点的方向作为X轴方向，断面布置线的起点为原点O，经过坐标系转换后的断面三维点云和特征点可直观展示断面布置线所经过的地形地貌起伏状态。

5.根据权利要求4所述的水利工程断面制作方法，其特征在于，所述步骤S4的坐标系转换可通过以下公式实现批量处理：

其中，假设断面三维点云和特征点中某点的三维坐标为P_d(X_d,Y_d,H_d)，转换后该点在剖面坐标系上的平面坐标为P_d′(X_d′,Y_d′)。