一种从大规模影像密集匹配点云分割建筑物屋顶面片的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种从大规模影像密集匹配点云分割建筑物屋顶面片的方法及系统，着重解决从倾斜影像生成的彩色三维点云中如何准确获取建筑物屋顶三维面片的问题。一种从大规模影像密集匹配点云分割建筑物屋顶面片的方法，包括如下步骤：地面过滤和植被过滤；去除影像点云中的地面和植被；建筑物单体化；剔除非建筑物点，并实现建筑物聚类；去除建筑物立面；屋顶面片的分割、修补和细化。

A method and system of building roof patch segmentation from large-scale image dense matching point cloud

【技术实现步骤摘要】
一种从大规模影像密集匹配点云分割建筑物屋顶面片的方法及系统
本专利技术涉及影像应用
，尤其涉及一种从大规模影像密集匹配点云分割建筑物屋顶面片的方法及系统。
技术介绍
城市作为时空信息的重要主体正发生着日新月异的变化。城市建筑物三维模型作为城市地形地貌、地面上建筑物等等一系列城市空间当中信息的可视化表达，展示了目标的几何形态、属性、空间位置及纹理等各种信息，是城市三维地理信息系统的基础。快速提取建筑物和进行建筑物变化检测在GIS数据库更新、土地利用、数字化城市等诸多方面具有重要的作用。本专利技术方法以倾斜摄影测量系统获取的三维彩色点云为数据来源，研究建筑物的屋顶面片分割技术。下面分别对倾斜摄影测量系统、基于机载LiDAR的建筑物屋顶提取技术进行详细介绍。倾斜摄影测量系统是结合计算机视觉的倾斜摄影测量技术作为在传统摄影测量技术的基础上所发展出的新技术，能够同时获取多个角度的地面影像，获取建筑物顶部影像及侧面的丰富纹理。该技术的优势在于能够全方位全角度地提现地面物体真是的情况与形态，捕获地物尤其是建筑物高精度的侧面纹理信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从大规模影像密集匹配点云分割建筑物屋顶面片的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)地面过滤和植被过滤；去除影像点云中的地面和植被；/n2)建筑物单体化；剔除非建筑物点，并实现建筑物聚类；/n3)去除建筑物立面；/n4)屋顶面片的分割、修补和细化。/n

【技术特征摘要】
1.一种从大规模影像密集匹配点云分割建筑物屋顶面片的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)地面过滤和植被过滤；去除影像点云中的地面和植被；
2)建筑物单体化；剔除非建筑物点，并实现建筑物聚类；
3)去除建筑物立面；
4)屋顶面片的分割、修补和细化。


2.根据权利要求1所述的一种从大规模影像密集匹配点云分割建筑物屋顶面片的方法，其特征在于，所述地面过滤，利用布料滤波算法将点云数据中的地面点与非地面点分离，得到非地面点。


3.根据权利要求1所述的一种从大规模影像密集匹配点云分割建筑物屋顶面片的方法，其特征在于，所述地面过滤的具体实现过程如下：
1)将去除离群点的原始激光点云做180度翻转；
2)初始化布料格网；用定义的网格分辨率确定布料粒子总数；布料的初始位置被放置在点云最高点的上方；
3)将激光点云和网格粒子投影到一个水平面，发现每个粒子的最近邻激光点，并将激光点的高程记为交点高程值；
4)对每个粒子，计算它由于重力作用后的位置；如果它的高程值大于交点高程值，它可以继续移动；如果小于等于交点高程值，则这个粒子的高程值被设置为交点高程值，并被标记为不可移动；
5)对于每个格网粒子，计算由于粒子间的相互作用力造成的位置偏移；
6)迭代执行上述步骤4)至5)，直到所有粒子的最大高程方差足够小或者超过了定义的最大迭代次数；
7)计算粒子和点云之间的距离；
8)分离地面和非地面点；对于任何一个激光点，如果与对应网格粒子点的距离小于阈值，则被识别为地面点；否则，为非地面点。


4.根据权利要求3所述的一种从大规模影像密集匹配点云分割建筑物屋顶面片的方法，其特征在于，所述地面过滤的具体实现过程还包括一后处理步骤：搜索每个可移动粒子的四近邻粒子，如果发现有不可移动粒子，则比较两者对应激光点的高程；如果最小高程差小于阈值，则可移动粒子继续移动，直到被设置为不可移动；迭代执行这个步骤，直到遍历所有可移动粒子。


5.根据权利要求1所述的一种从大规模影像密集匹配点云分割建筑物屋顶面片的方法，其特征在于，所述植被过滤利用绿信比Gr和植被系数指标VI识别绿色或者近绿色点，再利用基于法向量的变...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞胜，彭飞宇，朱正荣，蒲冰鑫，张新梅，钟若飞，
申请(专利权)人：浙江合信地理信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33