[发明专利]基于激光雷达点云的树木分割方法及单棵树提取方法

摘要

一种基于激光雷达点云的树木分割方法及单棵树提取方法，其树木分割过程为：1)从原始的激光雷达点云中将树的点云分离出来；2)将三维的原始激光雷达点云投影到二维平面，并利用图像分割算法对树的点云进行初始分割；3)将二维的初始分割结果转到三维网格环境下确定每个分割组块的根网格和树枝网格，利用3D网格融合算法将过分割的点云进行融合。本发明利用图像分割算法获取初始分割结果，然后通过3D网格融合算法对过度分割进行融合，并利用单棵树的三维模型提取出单棵树并获取每棵树的高度、体积和树冠面积，修正了传统图像分割算法中出现的过度分割问题，提供准确的单木提取结果，且不受点云密度的限制，极大地减少了人工干预。

主权项

1.基于激光雷达点云的树木分割方法，其特征是，它通过图像初始分割和过分割点云融合处理来对激光雷达点云中的树木进行分割；所述树木分割过程包括以下步骤：/n1)从原始的激光雷达点云中将树的点云分离出来；/n树的点云的分离过程是通过滤波方法先将原始激光雷达点云分为地面点和非地面点，再利用分类方法将非地面点分为树的点云和非树点云；/n2)将三维的原始激光雷达点云投影到二维平面，并利用图像分割算法对树的点云进行初始分割；/n利用分水岭分割算法，以二维图像作为输入参数，通过区域增长对雷达点云进行图像分割；/n3)将二维的初始分割结果转到三维网格环境下，首先确定每个分割组块的根网格和树枝网格，然后利用3D网格融合算法将过分割的点云进行融合；/n所述将原始激光雷达点云分为地面点和非地面点的过程包括以下步骤：/n1)选取初始种子点构建初始TIN：确定点云的边界，并以最大建筑物尺寸为网格大小，构建网格，选取每个网格中的最低点作为种子点，四个角点的高程等于距离该角点最近的种子点高程，剩下的点则定义为待定点；/n2)TIN迭代加密：对待定点进行判定是否为地面点并且刷新三角网，根据待定点的坐标位置，确定待定点所在的三角面片，计算其与所在三角面片的角度和距离，如果角度和距离均小于给定阈值则定义为地面点；否则计算三角面片的坡度，如果坡度小于阈值则判定该点为非地面点；否则，对该点的镜像点判断是否为地面点，如果是则该点为地面点，否则为非地面点；/n3)将新增的地面点加入TIN，并重复TIN迭代加密过程，直到将所有地面点加入TIN为止。/n