一种用于显示水库地形的方法及其装置制造方法及图纸

本申请提供一种用于显示水库地形的方法及其装置，包括：根据水库3D显示需求，利用激光扫描仪采集水库地形数据；分别将激光扫描仪采集的水库地形数据和水库数字线划数据进行处理，并将处理后的数据进行结合；在结合后的数据中分别提取可用数据制作数字高程显示图像，以及建立水工建筑物及附属设备表面3D显示图像；将所述数字高程显示图像同整个库区的高清影像数据相融合建立水库3D地景显示图像，并将所述水工建筑物及附属设备表面3D显示图像倒入3Dmax精细显示；将所述水库3D地景显示图像和3Dmax精细显示图像合并成为水库3D粗细搭配显示图像。本申请可以实现高精度、高效率的水库3D粗细搭配显示技术。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及3D显示
，尤其涉及一种用于显示水库地形的方法及其装置。
技术介绍
目前，水库对人类的生产生活起着至关重要的作用，利用信息化手段建立水库3D显示图像是水库发展应用的一个前景。数据采集是水库3D显示的基础。而水库一般坐落在深山峡谷，地形变化剧烈，两岸山势陡峭，特别是遇到天气条件差的地区，势必为水库数据采集工作带来一定的困扰，即使能勉强开展工作，作业效率低下，又存在工期无法满足要求，精度很难保证显示要求，而且投入太大，人身安全也得不到保证。目前的测量工具，像全站仪和GPS接收机都使水库数据采集的效率较传统的仪器而言提高了许多，但是它们是逐点采集并且获得的点的密度仍然不能完全提供表面信息，难以实现实体表面显示图像的建立。航空摄影测量、遥感等采集方法可以一次性获取大量点的空间信息但存在周期长效率低等问题。而常见显示方法则是通过航空摄影测量直接获取建筑物等地物表面的三维坐标和地形表面的数字高程显示图像(DEM)，进行几何显示，利用航空影像提取建筑物和地面纹理并进行纹理映射。但这种显示方法精度不高，建立几何显示图像的工作量较大。公开日为2012年5月23日的中国专利CN101714211公开了一种基于模板匹配的高分辨率遥感影像道路中心线检测的方法，主要解决现有技术检测道路的准确度不高的问题，其检测过程是:(I)输入一幅高分辨率遥感图像，并对其进行增强；(2)以初始种子点为中心新建一个与道路前进方向垂直的初始模板窗；(3)将初始模板窗沿着一定步长移动，得到一个目标窗；(4)对目标窗进行移位得到若干个目标窗；(5)使用相似度准则，找出与初始模板窗特征最相似的目标窗；(6)以目标窗的中心点为新的种子点，用目标窗更新初始模板窗，进行下一步迭代，直到搜索到图像边界或者图像中的道路搜索完为止，得到以圆圈为标记的道路中心线。本专利技术具有准确、有效的优点，可用于高分辨率遥感影像道路中心线的检测。但是其仅仅是一种道路中心线检测方法，无法对于水库等复杂地貌环境进行检测，并且其无法实现根据检测地貌的显示。公开日为2014年7月9日的中国专利CN103913117公开了一种三维激光扫描仪定位装置，包括三维激光扫描仪定位基座和两个定位棱镜，两个定位棱镜分别通过定位棱镜连接杆设置在三维激光扫描仪定位基座的两侧，其中定位棱镜连接杆固定在所述三维激光扫描仪定位基座上，两个定位棱镜通过螺口连接设置在定位棱镜连接杆的两端。该专利还提供了一种三维激光扫描仪激光点云绝对定位方法。该专利能够在确保位置和方向传递精度的前提下，简化外业定位数据采集工作的操作流程，方便软件进行快速数据自动匹配和计算，并且使得三维激光扫描仪获得的海量点云数据的拼接和绝对定位不再受计算机性能的局限，该专利还能够直接获得具有与用户工程坐标系一致的三维激光点云数据，从而使用更加方便，定位更加准确和快速。但是该专利技术仅描述了如何利用激光扫描仪进行定位，以及点云数据的拼接和绝对定位不再受计算机性能的局限，其同样对于水库这一特定检测环境并未阐述，也无法实现针对水库这一严峻环境，如何实现数据采集以及准确显示。公开日为2013年6月12日的中国专利CN103150751公开了在数字地图中实现建筑物内外一体化的三维显示方法，其特征在于:按以下步骤进行，I)建筑物数据建档:收集目标区域内的建筑施工CAD图纸，将同一坐标的CAD图纸放入同一命名文件夹中；2)建筑物数据检查:读取CAD图纸，检查图中的数据是否是为自定义实体，如果不满足则标识当前实体，进行人为干预录入正确数据，再检查直到所有的数据都正确；3)数据提取:提取建筑建筑物中的自定义实体，并将自定义实体的信息如实体类型、高度等实体的相关信息保存到本文件夹下建立的文本文件中作为显示的数据源；4)建立数据源:将上述提取的数据按不同楼层保存为楼层txt文档，按不同楼层建立一个对应前述txt文档相对应的xml配置文档，作为所述建筑物数据源；同一坐标的文件夹中所建立的txt文档及对应的xml配置文档存放本文件夹下；5)脚本生成:扫描步骤4)后的文件夹，读取xml配置文档，再根据所述xml配置文档调用所述楼层txt文档，逐步读取各楼层的实体信息，生成包含每一层数据的MAXScript脚本文件；6)显示图像生成:利用3DMAX将所述MAXScript脚本文件转换为三维显示图像；7)导入地图:利用地理坐标信息定位步骤6)得到的三维显示图像；根据地理坐标信息及缩放比例将构建好的三维显示图像导入数字地图中的相应位置，形成三维场景，完成在数字地图中实现建筑物内外一体化的三维显示。但是该专利仅利用现有的目标区域内的建筑施工CAD图纸和建筑物数据检查，无法针对水坝等各复杂地貌进行准确的数据采集，其并不适用于水坝等复杂环境的显示，容易造成显示精度差的缺陷。因此，如何在严峻条件下既能兼顾数据采集效率与显示精度的平衡，又能快速实现水库地景与水工建筑物及附属设备设施粗细搭配的三维显示一直以来都是水库3D显示的一个亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种用于显示水库地形的方法及其装置，克服传统测绘手段在严峻条件下的水库数据采集难、工作量大、精度难以保证等问题，实现高精度、高效率的水库3D粗细搭配显示技术。本申请提供一种用于显示水库地形的方法，包括:根据水库3D显示需求，利用激光扫描仪采集水库地形数据；分别将激光扫描仪采集的水库地形数据和水库数字线划数据进行处理，并将处理后的数据进行结合；在结合后的数据中分别提取可用数据制作数字高程显示图像，以及建立水工建筑物及附属设备表面3D显示图像；将所述数字高程显示图像同整个库区的高清影像数据相融合建立水库3D地景显示图像，并将所述水工建筑物及附属设备表面3D显示图像倒入3Dmax精细显示；将所述水库3D地景显示图像和3Dmax精细显示图像合并成为水库3D粗细搭配显示图像。在本申请一具体实现中，所述方法还包括:根据存储的水库3D显示图像进行需求分析，获得水库3D显示的需求。在本申请一具体实现中，所述根据水库3D显示需求，利用激光扫描仪采集水库地形数据包括:规划数据采集路径，获取水库地形数据的采集路径的交通状况；根据所述采集路径的交通状况，选取进行水库地形数据采集的车载激光扫描仪和/或地面激光扫描仪；根据水库3D显示需求以及所述车载激光扫描仪和/或地面激光扫描仪的精度，布设扫描站点，确定并设置所述车载激光扫描仪和/或地面激光扫描仪的扫描参数，完成水库地形数据的采集。在本申请一具体实现中，所述将激光扫描仪采集的水库地形数据进行处理包括:将激光扫描仪采集的水库地形数据进行激光点云数据处理，滤除无用数据，提取目标物表面的点云数据；所述将水库数字线划数据进行处理包括::利用激光点云数据处理生成等高线和高程点；或者，利用已有电子版数字线划图数据在AutoCAD中提取出高程点和等高线。在本申请一具体实现中，所述利用已有电子版数字线划图数据在AutoCAD中提取出高程点和等高线包括:对于局部区域无法获取高精度的等高线或高程点数据，利用激光扫描仪采集的对应点云数据作为高程点:制作道路缓冲区数据；从激光扫描仪获取的点云数据中提取出水库周围道路点云数据，利用点云抽稀函数对点所述云数据进行抽稀用裁剪函数，以道路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于显示水库地形的方法，其特征在于，包括：根据水库3D显示需求，利用激光扫描仪采集水库地形数据；分别将激光扫描仪采集的水库地形数据和水库数字线划数据进行处理，并将处理后的数据进行结合；在结合后的数据中分别提取可用数据制作数字高程显示图像，以及建立水工建筑物及附属设备表面3D显示图像；将所述数字高程显示图像同整个库区的高清影像数据相融合建立水库3D地景显示图像，并将所述水工建筑物及附属设备表面3D显示图像倒入3Dmax精细显示；将所述水库3D地景显示图像和3Dmax精细显示图像合并成为水库3D粗细搭配显示图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，渠守尚，陈照阳，王传宝，
申请(专利权)人：北京世纪安图数码科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11