一种基于机载LiDAR和GIS协同的三维道路生成方法

摘要

本发明公开了一种基于机载LiDAR和GIS协同的三维道路生成方法，该方法将致力于解决LiDAR数据在点云道路目标的分割、滤波和道路三维重建方面存在的问题。主要包括：道路点云数据裁切、高架桥道路自动分层、点云滤波、高程内插、道路连接与平滑处理、三维重建与渲染等内容。本发明首先从点云中分割出道路区域点，然后利用GIS道路矢量数据的精确边缘信息，对点云进行几何约束，提高道路高程信息提取的精确性；然后对道路区域中的点云进行滤波，剔除非道路面点，并结合GIS矢量数据对高架桥进行自动分层处理；最后，利用内插技术恢复立交遮挡部分，从而实现道路的三维重建。本发明是一种自动化的可覆盖大面积区域的道路三维建模方法。

主权项

一种基于机载LiDAR和GIS协同的三维道路生成方法，该方法所使用的数据源包括二维的GIS道路矢量数据和具有三维信息的点云数据；其特征在于，包括以下步骤：步骤1：道路高程点数据提取，主要包括GIS辅助数据、GIS道路矢量数据的获取和点云数据裁切；步骤2：对提取的道路高程点数据依次进行道路自动分层、点云分层和点云滤波处理，然后判断道路分层是否结束；若是，则继续执行下述步骤3；若否，则回转执行所述的步骤2；其中所述的道路自动分层，其具体实现包括以下子步骤：步骤2.1.1：获取落入道路面的所有点，并求高程的中值作为该道路的高程初始值；步骤2.1.2：通过空间分析的方法获取该道路与其他道路的空间邻接或重叠关系；步骤2.1.3：对与当前道路存在上述空间关系的道路的高程初始值进行排序；步骤2.1.4：判断与其序号值相邻的面是否已经标记过道路层次，若有，那么当前道路的层次应该介于相邻面的层次之间，否则将当前排序的序号值赋给当前道路作为道路层次；步骤3：对分层后的数据进行道路高程内插，然后判断道路内部以及道路连接处是否平滑；若否，则对道路连接处平滑处理，并回转执行所述的步骤3；否是，则生成三维道路。