本发明专利技术公开了一种基于点云数据的陡坎线识别方法及系统，包括：获取待识别地理区域对应的若干个第一点云并对其进行排序，计算排序后的相邻点云间的高差值和每一个所述第一点云对应的地形坡度值从若干个所述第一点云中筛选出若干个陡坎点云；根据点云间的水平距离及每一个所述陡坎点云的高程值对若干个所述陡坎点云进行聚类，获得若干个陡坎点云簇；根据若干个所述陡坎点云簇拟合第一曲线，并计算所述第一曲线两侧一定范围内的高差值，以根据所述高差值调整所述第一曲线的方向，获得第二曲线；对所述第二曲线进行简化，获得所述待识别地理区域对应的陡坎线，提高陡坎线识别的效率及精准度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高精度数字高程模型构建的，具体地，涉及一种基于点云数据的陡坎线识别方法及系统。
技术介绍
1、近年来，随着激光雷达技术的快速发展和广泛应用，以点云为代表的新型三维数据源在地理信息科学、遥感领域和林业资源管理中起着不可或缺的支撑作用。点云数据提供了丰富的三维地貌信息，对地表特征的自动化识别成为一个重要的研究方向。
2、现有技术中，采用dem构建方法识别地表的自然起伏特征，但是对于渐变地形与突变地形交错分布、人工地形与自然地形混合分布的地表，现有的dem地形描述与应用都存在严重的失真现象，形态保真度较低。究其原因在于上述地形存在大量的地形陡坎线，特别是在人类活动改造明显的区域，例如河堤、道路边线、农田地块边界线、梯田边界线等。这些边界线是不同地物的边界线，也是局部区域地表高程的突变线，往往线两侧呈现明显的高程差。因此，要在这些区域进行规则dem构建，必须考虑上述各种边界线对区域高程的影响，否则会造成构建结果形态的明显失真。
3、而在复杂环境中进行陡坎线识别是一个复杂且具有挑战性的问题，西安有技术中往往采用地形的高程差特点进行陡坎线识别，不仅没有考虑到地形的问题，且容易与山脉等地理特征产生混淆，导致识别的精准度极其低下。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种基于点云数据的陡坎线识别方法及系统，用于提高陡坎线识别的效率及精准度。
2、为了实现上述目的，本专利技术公开了一种基于点云数据的陡坎线识别方法，包括：
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p>3、获取待识别地理区域对应的若干个第一点云，并根据每一个所述第一点云的坐标对若干个所述第一点云进行排序；4、计算排序后的每一个所述第一点云与相邻点云间的高差值，并根据所述高差值从若干个所述第一点云中筛选出若干个第二点云；
5、对若干个所述第二点云进行栅格化，以根据栅格化后形成的每一个栅格内的所述第二点云构建地面参考面，并基于所述地面参考面计算每一个所述第二点云对应的地形坡度值；
6、根据所述地形坡度值从若干个所述第二点云中筛选出若干个陡坎点云；
7、根据点云间的水平距离及每一个所述陡坎点云的高程值对若干个所述陡坎点云进行聚类，获得若干个陡坎点云簇；
8、根据若干个所述陡坎点云簇拟合第一曲线，并计算所述第一曲线两侧一定范围内的高差值，以根据所述高差值调整所述第一曲线的方向，获得第二曲线；
9、对所述第二曲线进行简化，获得所述待识别地理区域对应的陡坎线。
10、本专利技术公开了一种基于点云数据的陡坎线识别方法，在本方法中通过获取待识别地理区域对应的点云数据进行陡坎线的识别，以根据点云数据具有详细的三维信息准确的拟合真实地形进而提高所述识别的精准度。在获取到所述第一点云数据后对所述第一点云数据进行排序，并根据相邻点云间的高差值及地形坡度值从所述第一点云中筛选出用于陡坎线识别的陡坎点云，可通过融入高差和夹角来提高陡坎线识别的精准度。
11、进一步地，在识别出陡坎点云后，通过增加以水平距离和高程值为约束条件对所述陡坎点云进行自动聚类，可以快速而准确地识别出陡坎线的位置。通过曲线分割临近点高差方法自动调节曲线形状，可以准确的拟合真实地形，能够提高陡坎线识别的效率和准确性。
12、作为优选例子，所述获取待识别地理区域对应的若干个第一点云，并根据每一个所述第一点云的坐标对若干个所述第一点云进行排序，包括：
13、采用形态学滤波对经过扫描后获得的所述待识别地理区域的点云数据进行滤波，获得所述待识别地理区域对应的若干个初始点云；
14、通过三维邻域内点密度约束方法对若干个所述初始点云进行粗提取，获得若干个所述第一点云；
15、对每一个所述第一点云进行坐标系转换，将每一个所述第一点云转换为与所述待识别地理区域的切面方向一致的局部坐标系下的初始第二点云；
16、根据每一个所述初始第二点云的横坐标将若干个所述初始第二点云进行排序。
17、本专利技术对初始扫描获得的点云数据进行滤波，去除所述点云数据中的噪声，提高数据的精准度，紧接着对所述第一点云进行坐标系转换，将其转换为待识别地理区域的切面方向一致的局部坐标系下，以便于根据所述坐标转换对所述点云进行排序，即根据地理位置对所述点云数据进行整合，以根据点云间的高差值对所述第一点云进行初步的筛选，提高陡坎线识别的精准度及效率。
18、作为优选例子，所述计算排序后的每一个所述第一点云与相邻点云间的高差值，并根据所述高差值从若干个所述第一点云中筛选出若干个第二点云，包括：
19、根据预设的距离间隔从排序后的若干个所述初始第二点云中进行间隔采样，获得若干个采样点云；
20、根据每一个所述采样点云的纵坐标计算相邻两个所述采样点云间的高差值，并将所述高差值与预设的高差阈值进行比较，以根据所述比较的结果进行点云的筛选；
21、当所述高差值大于所述高差阈值时，将当前所述采样点云对应的第一点云作为所述第二点云。
22、本专利技术基于陡坎点与其相邻点云间高程不连续，故采用高差值识别陡坎点，提高识别的效率。
23、作为优选例子，所述对若干个所述第二点云进行栅格化，以根据栅格化后形成的每一个栅格内的所述第二点云构建地面参考面，包括：
24、将若干个所述第二点云进行栅格化，形成若干个栅格；
25、遍历每一个所述栅格内的所述第二点云，获得每一个所述栅格对应的最低位置点云；
26、根据所述最低位置点云进行tps插值构建所述地面参考面。
27、本专利技术将所述第二点云进行栅格化，以使根据栅格内的最低点构建地面参考面，便于后续根据所述地面参考面计算各个点云的坡度，进而根据所述坡度进行陡坎点的进一步识别，提高识别的精准度。
28、作为优选例子，所述根据所述地形坡度值从若干个所述第二点云中筛选出若干个陡坎点云，包括：
29、根据所述地形坡度值计算相邻两个所述第二点云间的坡度夹角，并将所述坡度夹角与预设的夹角阈值进行比较；
30、当所述坡度夹角大于所述夹角阈值时，则将当前对应的所述第二点云确定为所述陡坎点云。
31、本专利技术基于高程差识别方法局限于局部区域，对于复杂地形或大范围区域的陡坎点识别效果较差的技术问题，因此引入坡度角进一步识别陡坎点，提高所述陡坎点云识别的精准度。
32、作为优选例子，所述根据点云间的水平距离及每一个所述陡坎点云的高程值对若干个所述陡坎点云进行聚类，获得若干个陡坎点云簇，包括：
33、从若干个所述陡坎点云中随机选择多个点云作为簇心，以构建多个初始陡坎点云簇；
34、遍历若干个所述陡坎点云，分别计算每一个所述陡坎点云与每一个所述簇心的水平距离，并根据所述水平距离将每一个所述陡坎点云分配到对应的初始陡坎点云簇，获得若干个第一陡坎点云簇；
35、计算每一个所述第一陡坎点云簇的均值本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于点云数据的陡坎线识别方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的陡坎线识别方法，其特征在于，所述获取待识别地理区域对应的若干个第一点云，并根据每一个所述第一点云的坐标对若干个所述第一点云进行排序，包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于点云数据的陡坎线识别方法，其特征在于，所述计算排序后的每一个所述第一点云与相邻点云间的高差值，并根据所述高差值从若干个所述第一点云中筛选出若干个第二点云，包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的陡坎线识别方法，其特征在于，所述对若干个所述第二点云进行栅格化，以根据栅格化后形成的每一个栅格内的所述第二点云构建地面参考面，包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的陡坎线识别方法，其特征在于，所述根据所述地形坡度值从若干个所述第二点云中筛选出若干个陡坎点云，包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的陡坎线识别方法，其特征在于，所述根据点云间的水平距离及每一个所述陡坎点云的高程值对若干个所述陡坎点云进行聚类，获得若干个陡坎点云簇，包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于点云数据的陡坎线识别方法，其特征在于，所述根据点云间的水平距离及每一个所述陡坎点云的高程值对若干个所述陡坎点云进行聚类，获得若干个陡坎点云簇，包括：
8.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的陡坎线识别方法，其特征在于，所述根据若干个所述陡坎点云簇拟合第一曲线，并计算所述第一曲线两侧一定范围内的高差值，以根据所述高差值调整所述第一曲线的方向，获得第二曲线，包括：
9.一种基于点云数据的陡坎线识别系统，其特征在于，包括点云采集模块、点云筛选模块、坡度计算模块、陡坎筛选模块、点云聚类模块、曲线拟合模块及曲线简化模块；
10.根据权利要求9所述的一种基于点云数据的陡坎线识别系统，其特征在于，所述点云采集模块包括滤波单元、提取单元及排序单元；
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【技术特征摘要】
1.一种基于点云数据的陡坎线识别方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的陡坎线识别方法，其特征在于，所述获取待识别地理区域对应的若干个第一点云，并根据每一个所述第一点云的坐标对若干个所述第一点云进行排序，包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于点云数据的陡坎线识别方法，其特征在于，所述计算排序后的每一个所述第一点云与相邻点云间的高差值，并根据所述高差值从若干个所述第一点云中筛选出若干个第二点云，包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的陡坎线识别方法，其特征在于，所述对若干个所述第二点云进行栅格化，以根据栅格化后形成的每一个栅格内的所述第二点云构建地面参考面，包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的陡坎线识别方法，其特征在于，所述根据所述地形坡度值从若干个所述第二点云中筛选出若干个陡坎点云，包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于点云数据的陡坎...
【专利技术属性】
技术研发人员：高金顶，王飞越，陈广亮，谢逵，钟镇涛，张恒，黄福亮，李瑞珠，张晓琴，
申请(专利权)人：广东国地规划科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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