【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水电工程测量领域，具体涉及一种融合多源数据逐级加密生成库区河道横断面的方法。
技术介绍
1、在水电工程专项测量中河流或水库横断面测量领域内，目前横断面测量方法主要包括传统人工实测法和点云提取法。传统人工实测法优点是精度高但是效率低。点云提取法提取横断面主要通过生成dem或者不规则三角网内插高程点进而提取断面数据，优点是效率高但是水域部分数据精度低。因此需要提供一种可以实现提高数据精准度等的河道横断面生成方法。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种融合多源数据逐级加密生成库区河道横断面的方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种融合多源数据逐级加密生成库区河道横断面的方法，包括以下步骤：步骤s1、获取库区河道断面的多源数据，并对多源数据进行融合处理，获得点云集合q；步骤s2、布设断面线段，并根据布设的断面线段，确定初始断面数据集a，其中，数据集a包含断面的起点和终点数据；步骤s3、获取断面线段上的地形特征点，加入到断面数据集a中形成新的断面数据集b；步骤s4、根据附色的点云集合q获取断面线段上地物轮廓端点加入到断面数据集b，并为断面点添加地物属性标签，得到新的断面数据集c；步骤s5、根据水电工程测量规范不同比例尺要求的断面间距要求加密断面点，形成新的断面数据集d；步骤s6、将断面数据集d转换为断面的里程文件，即线段上每个点di(x,y,z)转换为(里程值，高程值，属性值)；步骤s7、将里程文件绘
4、基于上述技术方案，更进一步地，步骤s1中，多源数据包括通过机载激光雷达采集的点云数据、通过无人船采集的河流水下高程点数据、通过rtk采集的人工高程点数据。
5、基于上述技术方案，更进一步地，步骤s1中，融合处理的过程为：对机载激光雷达采集的点云数据进行附色、去噪、分类、坐标转换处理，获取工程坐标系下具有rgb色彩的地面点云集合r；将获取的多源数据中的通过无人船采集的河流水下高程点数据、通过rtk采集的人工高程点数据转换为工程坐标系并转换为las格式的点云文件，并合并到点云集合r形成新的点云集合q。
6、基于上述技术方案，更进一步地，转换为las格式的具体方法是：先将河流水下高程点数据、人工高程点数据整理为excel表这个的固定格式，其中第一列为点号，第二列工程坐标系统下x坐标，第三列为工程坐标系下的y坐标，第四列为高程值z坐标；整理好后，将文件另存为csv的格式，然后使用matlab中的laswrite函数编写las文件。
7、基于上述技术方案，更进一步地，步骤s3中，获取地形特征点的过程包括以下步骤：步骤s31、计算断面线段内插点mn的平面坐标：将断面线段从起点至终点每隔λ内插一个点，内插点的坐标为(xn，yn)；步骤s32、利用k-d树搜索法在点云集合q中搜索内插点mn最邻近的四个点，根据反距离加权插值法计算目标点的高程值zn；步骤s33、根据地形坡度变化确定断面线段上的地形特征点。
8、基于上述技术方案，更进一步地，步骤s31中，计算内插点平面坐标方法为：
9、
10、xn＝x1+nλ(x2-x1)/l；
11、yn＝y1+nλ(y2-y1)/l；
12、其中，l为断面线段的长度，(x1、y1)为断面线段的起点坐标、(x2、y2)为断面线段的终点坐标。
13、基于上述技术方案，更进一步地，步骤s32中，高程值zn的计算过程包括以下步骤：步骤s321、利用k-d树搜索法搜索到点云集合q中距离mn点最近点的四个坐标分别为q1(x1，y1，z1)，q2(x2，y2，z2)，q3(x3，y3，z3)，q4(x4，y4，z4)；步骤s322、计算mn点到四个点的欧几里得距离：
14、步骤s323、设定权重指数p，计算权重；其中，p＝2；q1的权重为：q2的权重为：q3的权重为：q4的权重为：
15、步骤s324、计算目标点的高程值zn：
16、zn＝(w1z1+w2z2+w3z3+w4z4)/(w1+w2+w3+w4)。
17、基于上述技术方案，更进一步地，步骤s33中，确定过程为：获取相邻的两点mi、mi+1，并计算相邻点mi，mi+1间坡度θi，将坡度θi与设置的坡度阈值θ进行比较，如果相邻两点坡度θi大于坡度阈值θ，则将这两个点均记录为地形特征点，且该地形特征点和起点、终点共同构成新的断面数据集b；其中，式中，(xi,yi,zi)为mi的坐标，(xi+1，yi+1，zi+1)为mi+1的坐标。
18、基于上述技术方案，更进一步地，步骤s6中，里程值的计算过程为：沿看向河道下游的方向，将线段的左端点里程值设为0，标注属性值左端点；里程向右端点累计，断面线段终点里程值为线段的长度，标注属性值右端点，中间任意点的里程值si：
19、
20、基于上述技术方案，更进一步地，步骤s7中，绘制过程为：以断面线段左端点为原点，断面线段方向为x轴，高程值为z轴，标注里程值、高程值、属性值、断面名称的信息。
21、相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
22、本专利技术中的多源数据融合成整个库岸区域点云数据，数据源包括岸上部分真彩色的机载激光点云数据、水下无人船采集的高程点数据、水库靠近岸边及浅水区域人工采集的高程点数据，保证了数据源的高精度及全面性，统一转为工程坐标系后，融合为点云las数据格式提取断面点，无缝对接工程需要。并且，设置四个集合a-d，进行逐级加密法生成精度高、地形特征全面、无数据冗余的断面点集合，其中，集合a对起点、终点数据进行集合，集合b对起点、地形特征点、终点数据进行集合，集合c对起点、地形特征点、地物轮廓点、终点数据进行集合，集合d对起点、地形特征点、地物轮廓点、最小间距点加密、终点数据进行集合。
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1.一种融合多源数据逐级加密生成库区河道横断面的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种融合多源数据逐级加密生成库区河道横断面的方法，其特征在于，步骤S1中，多源数据包括通过机载激光雷达采集的点云数据、通过无人船采集的河流水下高程点数据、通过RTK采集的人工高程点数据。
3.根据权利要求2所述的一种融合多源数据逐级加密生成库区河道横断面的方法，其特征在于，步骤S1中，融合处理的过程为：
4.根据权利要求3所述的一种融合多源数据逐级加密生成库区河道横断面的方法，其特征在于，转换为las格式的具体方法是：先将河流水下高程点数据、人工高程点数据整理为Excel表格格式，其中，第一列为点号，第二列工程坐标系统下的X坐标，第三列为工程坐标系下的Y坐标，第四列为高程值的Z坐标；整理好后，将文件另存为csv的格式，然后使用MATLAB中的LasWrite函数编写las文件。
5.根据权利要求4所述的一种融合多源数据逐级加密生成库区河道横断面的方法，其特征在于，步骤S3中，获取地形特征点的过程包括以下步骤：
6.根
7.根据权利要求6所述的一种融合多源数据逐级加密生成库区河道横断面的方法，其特征在于，步骤S32中，高程值Zn的计算过程包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种融合多源数据逐级加密生成库区河道横断面的方法，其特征在于，步骤S33中，确定过程为：
9.根据权利要求8所述的一种融合多源数据逐级加密生成库区河道横断面的方法，其特征在于，步骤S6中，里程值的计算过程为：
10.根据权利要求1所述的一种融合多源数据逐级加密生成库区河道横断面的方法，其特征在于，步骤S7中，绘制过程为：以断面线段左端点为原点，断面线段方向为X轴，高程值为Z轴，标注里程值、高程值、属性值、断面名称的信息。
...【技术特征摘要】
1.一种融合多源数据逐级加密生成库区河道横断面的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种融合多源数据逐级加密生成库区河道横断面的方法，其特征在于，步骤s1中，多源数据包括通过机载激光雷达采集的点云数据、通过无人船采集的河流水下高程点数据、通过rtk采集的人工高程点数据。
3.根据权利要求2所述的一种融合多源数据逐级加密生成库区河道横断面的方法，其特征在于，步骤s1中，融合处理的过程为：
4.根据权利要求3所述的一种融合多源数据逐级加密生成库区河道横断面的方法，其特征在于，转换为las格式的具体方法是：先将河流水下高程点数据、人工高程点数据整理为excel表格格式，其中，第一列为点号，第二列工程坐标系统下的x坐标，第三列为工程坐标系下的y坐标，第四列为高程值的z坐标；整理好后，将文件另存为csv的格式，然后使用matlab中的laswrite函数编写las文件。
5.根据权利要求4所述的一种融合...
【专利技术属性】
技术研发人员：李丽娟，陈志朋，沈尤，张伟，朱庆辉，刘晓波，常旭辉，罗承球，王翰斌，顾春丰，
申请(专利权)人：中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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