[发明专利]点云融合生成的地形模型与潮汐数据混合可视化的方法

权利要求书

1.点云融合生成的地形模型与潮汐数据混合可视化的方法，其特征在于，包括：

步骤S1，通过三维激光扫描方式、倾斜摄影测量方法和水下声呐扫测方式分别获取第一点云数据、第二点云数据和第三点云数据；

步骤S2，将第一点云数据、第二点云数据和第三点云数据相互融合生成地形模型；

步骤S3，将地形模型与潮汐数据混合，根据水深情况在地形模型表面呈现出不同的颜色变化。

2.根据权利要求1所述的点云融合生成的地形模型与潮汐数据混合可视化的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

步骤S11，三维激光扫描：对激光点云扫描设备设置相应的数据采样频率、点云密度，进行激光点云数据采集，外业扫描获取的数据自动完成拼接，拼接完成之后对点云进行滤波、抽稀处理，得到最终的第一点云数据；

步骤S12，倾斜摄影测量：选择旋翼无人机搭载五镜头摄像机进行倾斜摄影数据采集，通过现场像控点布设实现数据坐标的定位，再通过影像匹配算法自动匹配出所有影像中的同名点，并从影像中抽取更多的特征点构成密集的第二点云数据；

步骤S13，水下声纳扫测：收集作业项目所在水域相关资料，使用水下三维声呐设备进行系统配置和外业数据采集，采用PCL利用亮度图和高度图生成三维的第三点云数据。

3.根据权利要求1所述的点云融合生成的地形模型与潮汐数据混合可视化的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

步骤S21，通过不同坐标系的换算，完成所有点云数据坐标系统一；

步骤S22，所有点云数据的数据格式统一；

步骤S23，进行点云数据的融合：以第一点云数据为基准，使用迭代最邻近点配准法，将第二点云数据、第三点云数据与第一点云数据进行配准，从而得到融合点云数据；

步骤S24，进行融合点云数据的滤波，移除对生成数字高程模型无用的错误点和地物点；

步骤S25，滤波后的融合点云数据进行三维场景模型白模的建模：融合点云数据经过专业建模软件由空三建立的影像之间的三角关系构成不规则TIN，再由TIN构成白模，最终形成三维的地形模型。

4.根据权利要求1所述的点云融合生成的地形模型与潮汐数据混合可视化的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S31，将地形模型fbx格式文件导入基于OpenGL的图形引擎中；导入之前将模型单位保持与图形引擎单位一致；

步骤S32，将现有的潮汐数据按照工程具体施工日期、时间、地点进行摘录，并进行坐标系换算，使地形模型、潮汐数据与图形引擎世界坐标系保持一致，最终制成txt格式文件；

步骤S33，读取txt文件数据，并形成数据表，逐行读取数据表中的信息，逐个字段进行拆解，筛选出日期、时间、水位高度，然后存储在数据库中进行备用；

步骤S34，将数据库中的时间数据处理成易于计算机计算的数据格式；

步骤S35，将数据库中水位高度与时间进行联动；

步骤S36，计算地形模型的顶点数据；

步骤S37，利用顶点数据对地形模型进行几何着色。

5.根据权利要求4所述的点云融合生成的地形模型与潮汐数据混合可视化的方法，其特征在于，所述步骤S36指：首先从图形引擎中获得当前地形模型模型的顶点数据和片元数据，然后对获取到的数据进行数据分类和赋值，计算得出每一个顶点所在的位置。

6.根据权利要求4所述的点云融合生成的地形模型与潮汐数据混合可视化的方法，其特征在于，所述步骤S37指：根据顶点数据，对每一个顶点的位置高度和与先前定义的水位高度进行差值计算，并将得到的差值对应到不同的颜色值上，得出每一个顶点需要使用什么颜色之后，将颜色数据传递至图形引擎，由图形引擎进行最终的颜色组装，计算光影效果。