[发明专利]一种海量三维激光点云压缩存储及快速加载显示方法

摘要

本发明公开了一种海量三维激光点云压缩存储及快速加载显示方法，属于三维激光测量技术领域，通过采集点云数据总体结构、按照不同级别对数据进行分类、压缩，每一级别包括块集、块和包三级索引，实现高度存储和快速加载显示，基于本发明存储格式可解决海量点云占用空间大，不易拷贝问题，编辑分类问题，基于本方法实现的三维激光点云存储、浏览、编辑时具有点云存储空间小，点云浏览处理软件占用内存小，在浏览过程中点云占用内存不超过100Mb；首次加载显示及实时浏览速度快，在浏览点云过程中，不会卡顿现象，实时动态刷新点云，刷新响应时间小于1s；支持编辑分类等优点。

主权项

一种海量三维激光点云压缩存储及快速加载显示方法，其特征在于，包括以下内容：1)激光点云高度压缩存储方法1.1)点云数据总体结构：a.整体由若干层级别构成，从低到高，0级是最详细原始数据，高等级由低等级数据抽稀构成，每一级别对应不同显示比例尺；b.坐标、强度、时间合并文件存储，颜色、分类单独文件存储；c.数据文件按级别顺序存储，0,1,2...n；d.每一级别按坐标、强度、时间顺序存储；e.颜色数据，通过与点云配准后的影像对点云进行着色后生成；f.除分类数据无压缩外，其他数据都压缩存储，压缩算法采用FastAC；g.选择、删除编辑标记信息存放在分类中；1.2)块集、块、包组织关系：a.每一级内部包括三级索引：块集、块、包，块集包含块，块包含包；b.编号从左到右，从下到上，从低到高；c.分块采用2×2×2裁切，默认块集边长64，1块集包含2×2×2块，1块包含2×2×2包；d.每层三级索引分块需均衡，每数据包最大存储1M数据，每个数据包索引包含格网划分规则、点数、范围、坐标、强度、时间、颜色和分类数据地址信息；2)数据压缩存储实现方法2.1)xyz坐标采用网格相对坐标，每个坐标值采用2个字节表达，在保证坐标精度为0.001m情况下，网格边长约设为64m；2.2)强度属性采用1个字节，表达范围0‑255；2.3)时间属性采用2个字节，精度为1/128秒情况下，表达范围0‑511秒；2.4)颜色属性采用2个字节，红色5bit、绿色6bit、蓝色5bit，即R5G6B5，RGB和R5G6B5转换方法如下：2.5)采用1个字节表达分类编辑属性，其中选择标记1bit、删除标记1bit、分类属性5bit，保留属性1bit，分类表达范围0‑31；其中，坐标、强度、时间属性无需编辑，物理上采用FastAC压缩存储，颜色属性着色时动态生成，并且压缩存储，唯独分类编辑属性不压缩；3)激光点云快速加载显示具体实现a.开启OpenGL三维视图，开启GPU硬件加速；b.读取获取点云数据范围，设置相机视点和视角参数；c.开启数据读取多线程，线程等待数据读取信号；d.读取最高级别层点云数据，按分块建立当前窗口内存MeshBuffer，首次浏览全图俯视显示；e.当进行鼠标拖动平移浏览时，将内存中的分块MeshBuffer实时刷新显示，当鼠标弹起松开后，根据窗口地理范围，计算需要新加载的分块，并发送信号给数据读取多线程，同时在内存中卸载窗口范围外分块MeshBuffer；f.当多线程每一个分块数据读取解析完毕时，通知主线程进行刷新视图；g.当视图进行放大缩小操作时，根据视图比例尺，判读对应显示的数据层级，然后在读取范围分块数据进行显示。