[发明专利]基于数字表面模型的城市地区建筑物高度的自动获取方法

说明书

本发明公开了一种基于数字表面模型的城市地区建筑物高度的自动获取方法，其包括如下步骤：s1.通过空间层次分解和信息统计的方法确定非地面点；s2.非地面点剔除后，用周围高程拟合得到数字地形模型；s3.利用数字表面模型高程减去数字地形模型高程，得到城市地区建筑物的高度；s4.通过形态学变换方法去除城市地区建筑物高度中的噪声；通过超级像素分割将城市地区建筑物的高度分割为一定大小的区域；统计每个分割区域内的高度直方图；取高度直方图中峰值和最大值对应高度的平均值作为为该分割区域内建筑物的高度。本发明不仅解决了将建筑物的高程信息从包含地面高程的信息的数据中分离出来的技术问题；还解决了如何准确地获取建筑顶部的高度的技术问题。

技术领域

本发明属于数字表面模型(digital surface model，简称DSM)后处理及信息提取领域，特别涉及一种基于数字表面模型的城市地区建筑物高度的自动获取方法。

背景技术

传统的测绘成果主要为4D产品，包括数字高程模型(digital elevation model，简称DEM)、数字正射影像图(digital orthophoto map，简称DOM)、数字栅格地图(digitalraster graphic，简称DRG)以及数字线划地图(digital line graphic，简称DLG)。这些产品中主要包含地形高度信息和地物平面位置信息，不包含建筑物的高程信息，一些三维产品虽然含有地物的高程信息，但不包含建筑本身的高度信息。城市建筑的高度信息毫无疑问是非常有价值的信息，对城市规划、宏观经济分析等众多领域可以起到很大的帮助作用。

数字表面模型包含了地物、地形的高程信息，是获取建筑物高度的理想数据源。从数字表面模型中获取建筑物的高度信息难度很大，概括起来主要有两个难点：一是将建筑物的高程信息从包含地面高程的信息的数据中分离出来；二是准确地获取建筑顶部的高度。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于数字表面模型的城市地区建筑物高度的自动获取方法，以降低将建筑物的高程信息从包含地面高程的信息的数据中分离出来的难度。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

基于数字表面模型的城市地区建筑物高度的自动获取方法，包括如下步骤：

s1.通过空间层次分解和信息统计的方法确定非地面点；

s2.非地面点剔除后，用周围高程拟合得到数字地形模型；

s3.利用数字表面模型高程减去数字地形模型高程，得到城市地区建筑物的高度。

优选地，步骤s1中，基于四度重叠空间层次分解和信息统计的方法确定非地面点，即：

利用重叠范围为每个窗口四分之一面积的四个重叠窗口内的高度进行空间层次分解；只有四个重叠窗口内都确定为非地面点的空间点，才作为最终的非地面点。

优选地，步骤s2具体为：

非地面点剔除后，对每个无效点向8邻域方向探测有效点，并记录对应的探测距离；

通过距离倒数加权法拟合非地面点的高程。

优选地，步骤s3之后还包括步骤：

s4.通过超级像素分割将城市地区建筑物的高度分割为一定大小的区域；

统计每个分割区域内的高度直方图；

取高度直方图中峰值和最大值对应高度的平均值作为为该分割区域内建筑物的高度。

优选地，在超级像素分割之前，通过形态学变换方法去除城市地区建筑物高度中的噪声。

优选地，步骤s4中，超级像素的数量与数字表面模型中像素的数量呈正比。

优选地，步骤s1具体为：