[发明专利]一种应用于复杂地形区域的点云滤波方法

摘要

本发明公开一种应用于复杂地形区域的点云滤波方法，以传统八叉树模型原理为基础，针对复杂地形环境中点云滤波的方法进行以下改进，包括：一、改进原有八叉树模型，在分割过程中，对节点尺寸予以调整，每次分割时采用最小立方体包含节点中所有点云数据；二、基于坡度判断，对节点中未分类点云进行分类；在提高将地面点与地物点分至不同节点中的几率的同时，能够更好的将地面点与地物点分割到不同节点中，并将复杂的地形依据节点分割，统一转化为山坡地形。一定程度上提高点云滤波精度，减少地面点平面拟合次数。

主权项

1.一种应用于复杂地形区域的点云滤波方法，其特征是：(1)利用传统八叉树模型理论，建立改进后的八叉树模型，即根据研究区域点云的数量及位置，在分割过程中，以点云数据中心点作为节点中心，对节点尺寸予以调整，每次分割时，均采用一个最小立方体包含节点中所有点云数据，再进行分割，将点云数据分割到不同的节点中，使每个节点中只包含几个到十几个点云以简化数据处理；(2)在分割过程中引入坡度判别，在此基础上实现森林复杂地形区域的点云滤波，具体步骤如下：步骤1，利用改进后的八叉树模型，将所有点云依据其所在位置的不同，分配到不同的节点中，并对节点进行编号，找出所有最小节点，将高程最小的节点视为地面点，与一定阈值内的邻近点根据最小二乘法做平面拟合，以合成初始平面aX+bY+cZ+d＝0，且该平面包含所有点均视为地面点；步骤2，对初始面，根据节点大小建立三维坐标系，引入坡度判断，即对于初始面外的任意点k(X_k，Y_k，H_k)计算其到初始面的距离，该距离与k到k所在节点的中心点C(X_c，Y_c，H_c)的距离等价，若该距离大于设定阈值，则该点视为地物点，相反则进行坡度判断，得到坡度值G_k，若G_k小于坡度阈值，则k点为地面点，否则视为地物点步骤3，根据新加入的地面点，对初始面进行重新拟合，直到节点内所有点数据分类完毕，得到初始拟合平面；步骤4，多次重复步骤1‑3，将所有节点中的点进行分类以拟合出若干平面，依据编号将每一个平面与其邻近平面进行合并；步骤5，根据新合成的平面集，利用其平均高程值与相邻平面进行比较，若高程差大于设定阈值，则平均高程较高的平面上的点划入地物点。