[发明专利]基于密集点云的城市三维模型快速构建方法

权利要求书

1.一种基于密集点云的城市三维模型快速构建方法，其特征在于，本方法包括以下步骤：

步骤A、点云自适应分块：将点云数据进行自适应分块，根据确定的阈值范围，保证每一块内的点数目都在确定的阈值范围内，且每一块根据点的分布进行动态的调整，每一块的宽度动态地随着点的密度变化；

步骤B、分块进行TIN的构建：在已经分好的块内，分别进行三维TIN模型的构建；

步骤C、纹理选择：为三维TIN模型的每个面从多视倾斜影像中选出质量最好的影像作为纹理数据源；

步骤D、纹理提取：选出质量最好的纹理数据源之后，进行纹理的提取；

步骤E、漏洞修补：根据纹理特征对纹理影像进行检索，对纹理影像进行检索后与质量最好的纹理数据进行比对选出最优的纹理影像，对于被遮挡的部分，通过检索查找纹理特征与被遮挡的部分相同或者近似的纹理影像，对被遮挡的部分的纹理加以替代，完成纹理的漏洞修补；

步骤F、纹理贴图：将优选出来的纹理自动贴于三维TIN模型的表面，生成效果逼真的三维模型；

所述的点云数据自带均匀格网，上述的步骤A包括以下步骤：

①通过交互为每块的平均点数设定动态可调的阈值，所述的阈值 为20-100；对于给定的点集P，根据点集P数据量确定一个阈值，使得每个块内的点数尽量接近所述动态可调的阈值；

②在读取点云数据时记录下离散点的总数，再根据选定的阈值 ，计算出来共分多少行多少列的矩形区域；

③以横坐标为主纵坐标为辅对每一块内的所有点云数据排序，根据每块动态可调的阈值 和计算出来的行列数计算出每行内共有多少个离散数据即每行的阈值 ，按照行的阈值 将每一块内的所有的点云数据划分成一行行的数据条；

④再在每个数据条内以纵坐标为主横坐标为辅进行排序，按设定好每一块的动态可调的阈值 ，将每行的数据具体划分并存储到每块的边链表内。

2.根据权利要求1所述的基于密集点云的城市三维模型快速构建方法，其特征在于，上述的步骤B包括以下步骤：

①在块内找到任意一点A和与之距离最近的一点B，将两点连起来作为第一个三角形的一条基边，将其加入到边链表中，并以此为基边进行扩展；

②利用构建正方体的方法限定最佳匹配点的搜索范围；

a)计算出第一条基边的中点坐标，对于初始点A、B通过遍历记录下两个点的坐标，并根据A、B两点的坐标计算出线段AB的中点O坐标；

b)以O点为中心在块内构建一个正方体，正方体大小根据参与构网的点数及密度动态确定，使得落在这个正方体内的点数在45-55个，将第三点的搜索范围定位在该正方体内；

③在正方体内进行第一个三角形的构建，根据最大最小角原则和空外接圆特性寻找最佳匹配点，若在正方体内没有搜索到最佳匹配点，则将搜索范围动态的扩大一倍，直到搜索到最佳匹配点为止；

④在构建完第一个三角形之后，将新构建完的第一个三角形和新构建完的第一个三角形的边加入相应的结构体中进行存储；

⑤以构建完第一个三角形的边为基边按照步骤②、③向外进行扩展，并读取该基边的使用次数，如果使用次数为2或者该基边的右边没有点，则该基边不进行扩展，同时对按照步骤②、③新构建完的三角形和按照步骤②、③新构建完的三角形的边进行存储；

⑥重复步骤⑤，直至边链表中的所有边都进行了扩展，结束构网；

⑦进行块间三角网归并，根据分成的块，提取出边界面上的点，对相邻的块的边界面上的点，进行三维TIN模型构建处理，从而缝合块间的三角网；

⑧结果输出和预览，对得到的三维TIN模型进行效果预览，判断是否满足要求，若不能满足要求，则对三维TIN模型构建算法中的参数和步骤进行调整，直至得到满意结果；

依据上述步骤得到三维TIN模型。

3.根据权利要求1所述的基于密集点云的城市三维模型快速构建方法，其特征在于，在上述的步骤C中,为每个面从多视倾斜影像中选出质量最好的影像作为纹理数据源的优选准则如下：

①同一面在两幅或两幅以上备选影像中均完全可视时，则选择成像角度最好的影像；

②同一面仅有一幅影像可视时，则以该影像进行纹理采集；

③同一面在所有备选影像中都存在遮挡时，则以纹理区域遮挡面积最小的影像优先。