[发明专利]一种自适应复杂地形结构的点云滤波方法

摘要

本发明公开了一种自适应复杂地形结构的点云滤波方法，解决了现有技术中于地形起伏变化、城市区域地物结构复杂，导致的滤波算法对参数变化敏感，误分类严重的问题。该自适应复杂地形结构的点云滤波方法包括以下步骤（1）构建点云金字塔；（2）采用最粗层级的金字塔数据初始化地面点G，并将下一级数据加入待分类点U，更新待分类点；（3）迭代处理点云金字塔的所有层级，处理完所有待分类点，并且保存新增加地面点；（32）根据DEM、弯曲能量以及金字塔尺度信息，采用自适应复杂地形结构的参数优选方法获取滤波阈值并进行滤波，区分地面点与非地面点；（33）重复步骤（31）~（32），直至无新增地面点；（4）存储分类后的地面点与非地面点。

主权项

一种自适应复杂地形结构的点云滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)构建点云金字塔；(2)采用格网窗口最大的金字塔层级数据初始化地面点G，并将下一级数据加入待分类点U，更新待分类点；(3)迭代处理点云金字塔的所有层级，处理完所有待分类点，并且保存新增加地面点(31)利用已有地面点，采用具有局部抗噪性的DEM内插算法获取地面DEM，并同时获取对应区域的弯曲能量；(32)根据DEM、弯曲能量以及金字塔尺度信息，采用自适应复杂地形结构的参数优选方法获取滤波阈值并进行滤波，区分地面点与非地面点；(33)重复步骤(31)～(32)，直至无新增地面点；(4)存储分类后的地面点与非地面点，其中，地面点标记为2，非地面点标记为1；其中，所述步骤(31)中具有局部抗噪性的DEM内插算法包括以下步骤：(311)在获取所有地面点之后，迭代处理所有地面点，确定所有数据点的三维轴向外包盒大小，用于后续确定DEM范围、行列数信息；(312)初始化DEM和弯曲能量栅格结构，并根据金字塔层级信息，计算正则化约束权重λ；(313)对地面点的二维平面坐标，构建KD‑树的空间索引，用于迭代处理DEM格网的近邻索引，内插对应的格网信息；(314)对每一DEM格网，求取该格网处的二维平面坐标(X,Y)，在KD‑树索引中按自适应半径增长方法搜索至少9个近邻点，并且获取其对应的三维坐标(X,Y,Z)，作为样条函数的控制点；(315)根据控制点三维坐标，更新样条函数矩阵，用于计算样条函数参数，样条函数的解具有线性方程的闭合解形式，采用QR分解求解样条函数的参数信息；(316)利用样条函数参数，计算DEM格网对应二维平面坐标(X,Y)处的高程值Z并保存入DEM的栅格结构中对应的行列号之中；(317)重复步骤(314)至(316)直至迭代处理所有DEM格网，获取最终的DEM与弯曲能量栅格图。