[发明专利]一种基于点云与UAV影像二次配准的建筑物轮廓精确提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及复杂建筑物轮廓精确提取方法，特别是在“拆违治乱”项目的背景下，一种基于点云与UAV影像二次配准的建筑物轮廓精确提取方法。

背景技术

近日《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》印发，其中规划了“十三五”乃至更长时间中国城市发展的“路线图”。为响应国家号召，各地政府陆续展开了“拆违治乱”城市规划专项行动。目前，在“拆违治乱”违章建筑规划项目中，数据采集大多沿用传统的测量方式，如全站仪、测距仪、钢卷尺、皮尺等，数据成果以二维线划图的形式来表达。其数据形式简单、内容单一、精度较低，观测范围受地形限制建筑顶部数据信息不完整；对于非专业人员来说，理解困难，可追溯性不高，没有足够的说服力。而“拆违治乱”项目中测绘工作的本质是获取准确的、有公信力的、有可读性的、可复查的、全要素的违章建筑信息。

无人机是一种机上无人驾驶的航空器，其具有动力装置和导航模块，在一定范围内靠无线电遥控设备或计算机预编程序自主控制飞行。无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通信技术、pos定位定姿技术、GNSS差分定位技术和遥感应用技术多位一体结合构成了无人机的功能体系。

三维激光扫描技术又可称为实景复制技术，它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度、高可读性的独特优势，适于数据采集体系中的地面部分，在基于控制点的特征基元的辅助下，与数据采集体系中的空中部分无人机所获取的数据进行匹配，提出了一套在同一坐标系下基于特征基元的无人机数据与三维激光扫描仪数据的二次配准方法。地面三维激光扫描仪与空中无人机结合的数据采集体系实现了快速高效及数据高精度、全要素性、全景再现性等。

发明内容

本发明的目的是为了解决“拆违治乱”城市规划专项行动中受传统测量形式束缚和难以入户等问题，提出一种基于点云与UAV影像二次配准的建筑物轮廓快速高效的精确提取方法。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种基于点云与UAV影像二次配准的建筑物轮廓精确提取方法。包括数据快速高效的获取方案和建筑物轮廓精确的提取方法。

所述数据获取方案提供了结合无人机和三维激光扫描仪的空地一体的移动测量方法，可以快速高效的获取建筑物全方位高精度的全要素数据。

所述建筑物轮廓精确提取方法包括基于特征基元的点云二次配准方法和基于切片技术的建筑物轮廓精确提取方法。

所述的基于特征基元的点云配准方法可以实现由无人机和三维激光扫描仪两种设备获取的数据的统一，得到完整的、高精度的建筑物点云。

所述的基于切片技术的建筑物轮廓精确提取方法可以得到建筑物每层的平面图，可以与竣工图进行比对分析。

附图说明

图1是本发明所述基于点云与UAV影像二次配准的建筑物轮廓精确提取方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1所示，基于点云与UAV影像二次配准的建筑物轮廓精确提取方法，包括数据获取方案和建筑物轮廓精确提取方法。

所述数据获取方案提供了结合无人机和三维激光扫描仪的空地一体的移动测量方法，可以快速高效的获取建筑物全方位高精度的数据。其中，无人机数据的获取需要根据待测区域的天气、地势、面积、风向等因素确定像控点、航向、航高、架次等。无人机数据在UASMaster软件平台上的内业处理主要包括图像预处理、连接点匹配、空三加密、正射纠正等，输出的数据成果包括可见光影像、点云等。将无人机采集数据时所选的像控点作为扫描作业中的控制点及靶标布设位置，根据待测区域的地势、植被覆盖程度、建筑复杂程度、建筑间距等因素确定仪器采点模式、架站、靶标布设密度等。扫描仪的数据是预处理过的压缩格式tzf，在Realworks软件平台上进行的内业处理包括配准、平差、去噪、分类等，输出的数据成果包括平面、立面等的二维影像、三维点云等。

所述建筑物轮廓精确提取方法包括基于特征基元的点云配准方法和基于切片技术的建筑物轮廓精确提取方法。