一种数字线划图半自动测图方法技术

一种数字线划图半自动测图方法，涉及测绘领域，其特征是：该方法包括如下步骤：参考点云分类结果，确定建筑物外轮廓的有效分析区；建立建筑物边界特征线的分级候选库；在航片上显示建筑物特征线分类结果，对遗漏特征线的快速提取和冗余、错误特征线的快速删除和修改；实现建筑物特征线像空间向物空间的转换；生成建筑物外轮廓边界。优点：变革了传统立体像对方式的测图思路，避免了传统航测方法下数字线划图全手工测图问题，成倍的提高了测图生产效率。较低的测图项目成本，较短的测图周期。高精度的数字线划图产品。

A semi-automatic mapping method for digital line drawings

A digital line graph semi automatic mapping method, relates to the field of Surveying and mapping, which is characterized in that the method comprises the following steps: reference point cloud classification results, determine the effective area of the outer contour of the building of library building; grading candidate boundary line; display building feature line classification results in aerial images. Quick delete and modify the missing feature line extraction and redundancy, error characteristics; realize the transformation of building feature line like space to the space outside the building contour generation. Advantages: it changes the train of thought of traditional stereo image pair method, avoids the problem of manual drawing of digital line drawing under traditional aerial surveying method, and improves production efficiency of digital mapping twice. Lower mapping project cost, shorter plot cycle. High precision digital line drawing products.

【技术实现步骤摘要】
一种数字线划图半自动测图方法一、
本专利技术涉及测绘领域，特别是一种数字线划图半自动测图方法。二、技术背景传统的数字线划图测图方法，主要采用工程测量、传统航空摄影测量技术。但这些传统技术手段都存在明显的缺点和不足：(1)工程测量存在工作量大、项目成本高、周期长、劳动强度大等多方面缺点，在大范围数字线划图测图项目中不具有经济可行性；(2)传统航空摄影测量需要布设大量外业像控点、立体测图自动化程度低、生产效率低、项目周期长、在山区特别是林木覆盖地区测图精度差，在大比例尺数字线划图测图中存在很大的局限性。所以在数字线划图测图过程中采用工程测量、传统航空摄影测量等方法时，不可避免地带来很多麻烦且效率低下。因此，现有技术存在自动化程度低、生产效率低、项目成本高，开发周期长、产品精度低等多方面缺点。怎样在保证数字线划图测图产品质量的前提下，提高自动化程度和生产效率、降低项目成本，缩短开发周期成为本领域科技人员急待解决的问题。三、
技术实现思路
为了解决现有测绘遥感技术在数字线划图测图中带来的诸多问题，提高生产效率，本专利技术的目的是提供一种机载LIDAR单片模式下的数字线划图半自动测图方法。它在保证数字线划图产品精度的情况下，提高了测图的自动化程度和生产效率，极大的降低了项目开发成本，缩短了项目周期，克服了传统测绘遥感技术手段存在的缺点。本专利技术的目的是这样实现的：一种数字线划图半自动测图方法，其中，该方法包括如下步骤：参考点云分类结果，确定建筑物外轮廓的有效分析区；采用Canny算法在航片有效分析区内进行建筑物边界特征线的提取，参考分析区内的点云、建筑物主方向、建筑物特征线长度等信息，对提取的建筑物特征线进行优先级分类，建立建筑物边界特征线的分级候选库；在航片上显示建筑物特征线分类结果，设计一套人工交互方法实现对遗漏特征线的快速提取和冗余、错误特征线的快速删除和修改；参考建筑物屋顶点云高程信息，实现建筑物特征线像空间向物空间的转换；参考物空间建筑物特征线和分析区点云数据，采用分裂合并算法自动构建建筑物外轮廓拓扑关系，生成建筑物外轮廓边界。一种数字线划图半自动测图方法，其中，其中建立建筑物边界特征线的分级候选库方法如下：建筑物特征线分为三级，划分标准主要为：建筑物特征线有效长度、特征线与主方向的偏角、特征线两侧点云类别密度比；第一级建筑物特征线的筛选方法为：首先，筛选出长度大于一定阈值的特征线；之后，在此结果基础上筛选出与主方向偏角小于一定阈值的特征线；然后，在此结果基础上筛选出地面和建筑物点类别密度比大于一定阈值的特征线；最后，在此提取集中，对周围垂直方向无小于一定距离特征线的特征线，直接确定为第一级建筑物特征线，对于周围垂直方向有小于一定距离特征线的特征线，偏向地面一侧的分为第一级建筑物特征线，偏向建筑物一侧的分为第三级建筑物特征线；对于长度小于一定阈值的特征线，分为第三级建筑物特征线；剩余建筑物特征线统一分为第二类特征线。其中，第一级特征线为直接可参考使用的建筑物边界特征线，第三级特征线为信任度最差的建筑物边界特征线，第二级特征线为后期人工辅助编辑时重点参考的候选边界特征线。一种数字线划图半自动测图方法，其中，其中一套实现对遗漏特征线的快速提取和冗余、错误特征线的快速删除、修改的人工交互方法如下：在航片单片测图环境中显示分级候选库中的所有第一级特征线，绝大部分均为真实、可用的特征线；对于多余的边界特征线，通过鼠标点选方式直接删除，对于位置和方向错误的边界，通过鼠标点选并重新在航片上人工输入特征线位置后进行替换；第一季特征线核实完成后，屏蔽不显示第一级特征线，显示第二级特征线。在第二级特征线中，对于提取正确且需要的边界特征线，通过鼠标捕捉高亮提示选择方式进行人工交互；对于航片上算法未自动提取的特征线，可采用人工在航片上沿边界垂直方向划线方式提供辅助信息，之后调节图象边界提取算法的参数值，自动把需要的边界线提取出来，人工鼠标点击即可。本项专利技术与现有技术相比具有以下优点：①变革了传统立体像对方式的测图思路，避免了传统航测方法下数字线划图全手工测图问题，成倍的提高了测图生产效率：传统摄影测量技术也可以采用单片测图方法，但与本方法不同，该方法不能有效利用激光点云的有效信息，也不能实现要素像空间向物空间的快速转换。②较低的测图项目成本，较短的测图周期：机载LIDAR不需要外业地面像控点、在部分矢量线的提取方面实现了半自动化甚至全自动化，可极大的节省项目开发成本，缩短测图项目周期。③高精度的数字线划图产品：机载LIDAR与传统数码航片一样，参考高分辨率的数码航片可精确确定地物要素的平面位置。但机载LIDAR同时可获取高精度、高密集的三维激光点云数据，通过内插后生成的等高线和高程注记点高程精度可达到20cm左右，在森林覆盖密集的山区优势更为明显。相比于传统航空摄影测量，机载LIDAR可获取更高精度的数字线划图产品。四、具体实施方式机载LIDAR单片模式下的数字线划图半自动测图方法与现有技术相比有很大的不同，具体是：一种机载LIDAR单片模式下的数字线划图半自动测图方法，其中，该方法包括如下步骤：参考点云分类结果，确定建筑物外轮廓的有效分析区；采用Canny算法在航片有效分析区内进行建筑物边界特征线的提取，参考分析区内的点云、建筑物主方向、建筑物特征线长度等信息，对提取的建筑物特征线进行优先级分类，建立建筑物边界特征线的分级候选库；在航片上显示建筑物特征线分类结果，设计一套人工交互方法实现对遗漏特征线的快速提取和冗余、错误特征线的快速删除和修改；参考建筑物屋顶点云高程信息，实现建筑物特征线像空间向物空间的转换；参考物空间建筑物特征线和分析区点云数据，采用分裂合并算法自动构建建筑物外轮廓拓扑关系，生成建筑物外轮廓边界。一种数字线划图半自动测图方法，其中，其中建立建筑物边界特征线的分级候选库方法如下：建筑物特征线分为三级，划分标准主要为：建筑物特征线有效长度、特征线与主方向的偏角、特征线两侧点云类别密度比；第一级建筑物特征线的筛选方法为：首先，筛选出长度大于一定阈值的特征线；之后，在此结果基础上筛选出与主方向偏角小于一定阈值的特征线；然后，在此结果基础上筛选出地面和建筑物点类别密度比大于一定阈值的特征线；最后，在此提取集中，对周围垂直方向无小于一定距离特征线的特征线，直接确定为第一级建筑物特征线，对于周围垂直方向有小于一定距离特征线的特征线，偏向地面一侧的分为第一级建筑物特征线，偏向建筑物一侧的分为第三级建筑物特征线；对于长度小于一定阈值的特征线，分为第三级建筑物特征线；剩余建筑物特征线统一分为第二类特征线。其中，第一级特征线为直接可参考使用的建筑物边界特征线，第三级特征线为信任度最差的建筑物边界特征线，第二级特征线为后期人工辅助编辑时重点参考的候选边界特征线。一种数字线划图半自动测图方法，其中，其中一套实现对遗漏特征线的快速提取和冗余、错误特征线的快速删除、修改的人工交互方法如下：在航片单片测图环境中显示分级候选库中的所有第一级特征线，绝大部分均为真实、可用的特征线；对于多余的边界特征线，通过鼠标点选方式直接删除，对于位置和方向错误的边界，通过鼠标点选并重新在航片上人工输入特征线位置后进行替换；第一季特征线核实完成后，屏蔽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字线划图半自动测图方法，其特征是：该方法包括如下步骤：参考点云分类结果，确定建筑物外轮廓的有效分析区；采用Canny算法在航片有效分析区内进行建筑物边界特征线的提取，参考分析区内的点云、建筑物主方向、建筑物特征线长度等信息，对提取的建筑物特征线进行优先级分类，建立建筑物边界特征线的分级候选库；在航片上显示建筑物特征线分类结果，设计一套人工交互方法实现对遗漏特征线的快速提取和冗余、错误特征线的快速删除和修改；参考建筑物屋顶点云高程信息，实现建筑物特征线像空间向物空间的转换；参考物空间建筑物特征线和分析区点云数据，采用分裂合并算法自动构建建筑物外轮廓拓扑关系，生成建筑物外轮廓边界。

【技术特征摘要】
1.一种数字线划图半自动测图方法，其特征是：该方法包括如下步骤：参考点云分类结果，确定建筑物外轮廓的有效分析区；采用Canny算法在航片有效分析区内进行建筑物边界特征线的提取，参考分析区内的点云、建筑物主方向、建筑物特征线长度等信息，对提取的建筑物特征线进行优先级分类，建立建筑物边界特征线的分级候选库；在航片上显示建筑物特征线分类结果，设计一套人工交互方法实现对遗漏特征线的快速提取和冗余、错误特征线的快速删除和修改；参考建筑物屋顶点云高程信息，实现建筑物特征线像空间向物空间的转换；参考物空间建筑物特征线和分析区点云数据，采用分裂合并算法自动构建建筑物外轮廓拓扑关系，生成建筑物外轮廓边界。2.根据权利要求1所述的一种数字线划图半自动测图方法，其特征是：其中建立建筑物边界特征线的分级候选库方法如下：建筑物特征线分为三级，划分标准主要为：建筑物特征线有效长度、特征线与主方向的偏角、特征线两侧点云类别密度比；第一级建筑物特征线的筛选方法为：首先，筛选出长度大于一定阈值的特征线；之后，在此结果基础上筛选出与主方向偏角小于一定阈值的特征线；然后，在此结果基础上筛选出地面和建筑物点类别密度比大于一定阈值的特征线；最后，在此提取集中，对周围垂直方向无小于一定距离特征线的特征线，直接确定为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建平，王国飞，江宇，
申请(专利权)人：星际空间天津科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12