CN103955966A - 基于ArcGIS的三维激光点云渲染方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于ArcGIS对三维激光点云进行渲染的方法，处理步骤为：(1)基于ArcGIS利用ArcObjects进行二次开发，扩展自定义图层，来管理点云数据；(2)创建点云自定义图层时，加载点云数据，点和其渲染颜色建立索引，通过点云的数据范围设置图层的数据范围；(3)设置自定义点云图层的渲染方式；(4)绘制图层时，根据点云的渲染方式，对点云进行着色。本发明技术可以在ArcGIS中扩展自定义图层对三维激光点云数据进行管理，在ArcMap地图中浏览点云，同时根据高程、循环色带、RGB及强度对点云进行渲染绘制，并可加入透明度信息，从而有效提高点云的识别度，辅助数字测图。
Description
技术领域
本文发明涉及到一种基于ArcGIS对三维激光点云进行渲染的方法，属于地理信息领域和三维激光技术领域。
背景技术
传统的测绘数据都是进行单点采集的，随着三维激光扫描仪应用到测绘行业中，其为数字测图提供了一种高时空分辨率并且连续的高精度数据源。ArcGIS是专业的数字测图软件，如果能扩展ArcGIS的数据图层来管理三维激光点云，并把该图层作为数字测图底图，在ArcGIS中利用三维激光点云进行数字测图，可以有效地提高数字测图效率。
发明内容
本发明的目的是在ArcGIS中扩展自定义图层，来管理三维激光点云数据，在ArcMap地图中浏览点云，可根据高程、循环色带、RGB及强度对点云进行渲染绘制，在点云渲染过程中可加入透明度信息，提高点云的识别度，辅助数字测图。
为实现上述目的，首先使用车载(或者背包)三维激光测量系统采集数据，车载(或者背包)三维激光测量系统一般包括惯性导航IMU、GPS、三维激光扫描仪、全景相机、等，采集数据包括POS轨迹线、三维激光点云、全景影像及其位置姿态。在车辆(或者测量员)采集数据过程中，三维激光扫描仪用于获取点云数据，GPS与惯性导航IMU构成的POS系统用于获取位置姿态信息、全景相机用于采集全景影像，扫描仪和全景相机相对于POS系统的位置和姿态是出厂时检校好的固定参数。
处理步骤：
步骤1、基于ArcGIS利用ArcObjects进行二次开发，扩展自定义图层，来管理点云数据；
步骤2、创建点云自定义图层时，加载点云数据，点和其渲染颜色建立索引，通过点云的数据范围设置图层的数据范围；
步骤3、设置自定义点云图层的渲染方式；
步骤4、绘制图层时，根据点云的渲染方式，对点云进行着色。
4.1构造一个渐变色带条，用以点云渲染时取色；
4.2统计出点云平稳高程最小值和平稳高程最大值，统计出点云平稳强度最小值和平稳强度最大值；
4.3按高程和按循环色带渲染，根据高程信息来取颜色条中的色彩；按强度信息渲染通过强度信息获取颜色的透明度，RGB颜色分量信息通过透明度设置；
4.4按RGB渲染时直接根据点云RGB信息进行渲染；
4.5按高程和按循环色带渲染时，可以把透明度加入到RGB颜色分量中进行渲染。
本发明具有如下优点：
1、数据来源为车载(或者背包式)移动测量系统所采集的点云数据，全天侯工作提供不间断数据，可以快速进行数据更新。
2、可以在ArcMap完成海量点云数据渲染，提高点云捕捉时的测图精度。
3、在ArcMap中实现点云数据的渲染，提供不同的点云渲染方式，用于提高点云的可识别性，利于用户测图。
附图说明
图1为本发明基于ArcGIS的三维激光点云渲染方法操作流程图。
图2三维激光点云在ArcMap中按高程渲染效果图。
图3三维激光点云在ArcMap中按循环色带渲染效果图。
图4三维激光点云在ArcMap中按强度渲染效果图。
图5三维激光点云在ArcMap中按RGB渲染效果图。
具体实施方式
点云数据：按扫描顺序以圈存储，文件头包含数据基本信息和圈索引数据。
步骤1：扩展ArcGIS自定义图层，用于管理点云数据，每一个点云图层关联一个点云对象。在ArcMap中加载点云数据时，创建点云图层；
步骤2：构造一个颜色带条Color Ramp，分10个渐变色带，可以获取特定颜色带一定比例的颜色值；
步骤3：遍历点云所有点，取得点云Z坐标的最大值MaxZ和最小值MinZ。为了使点云按高程和循环色带渲染时颜色保持平稳，统计高程时需要剔除一些高程特别大或特别小的点。具体流程是把点云高程统计分布范围映射到[0，999]区间，然后设定一个点云点数的百分比阈值f，对分布在[0，999]区间的点数进行累加统计，以f为阈值对高程小的和高程大的点进行过滤，最后统计出新的点云高程平稳最大值MaxHZ和平稳最小值MinHZ；
步骤4：遍历点云所有点，取得点云强度的最大值MaxI和最小值MinI。为了使点云按强度渲染时颜色保持平稳，统计强度时需要剔除一些强度特别大或特别小的点。具体流程是把点云强度统计分布范围映射到[0，999]区间，然后设定一个点云点数的百分比阈值f，对分布在[0，999]区间的点数进行累加统计，以f为阈值对强度低点和高点进行过滤，最后统计出新的点云强度平稳最大值MaxHI和平稳最小值MinHI；
步骤5：点云按高程渲染时，遍历需要渲染的点，利用点的Z坐标和MinHZ的差值，求取该点在色带条的色带及在该色带上的颜色比例值，进而取出颜色；
步骤6：点云按循环色带渲染时，首先设置循环步长S，遍历需要渲染的点，点Z坐标减去MinHZ得到D，D对循环步长S求模得到M，D对S求余得到L，为保证循环渲染时色彩的对称性，对M为奇数的点进行标记，S减去M得到相对循环距离DD，然后根据DD求出在色带条中的颜色带及该色带的比例值，进而取出颜色；
步骤7：点云按强度渲染时，遍历需要渲染的点，利用点的强度值和MinHI的差值，求取点的透明度L，然后确保渲染时色彩不至于太暗或太亮，使L在区间[0.1，0.95]中，最后根据L求取RGB颜色分量；
步骤8：点云按RGB渲染时，直接读取点云自身的颜色；
步骤9；由于用GDI绘制点时，无法传入透明度信息，在按高程渲染和循环色带渲染时，可以先把从色带条获取的RGB颜色信息转为HSV格式的颜色信息，然后把透明度信息加入到HSV信息中，再把HSV转为RGB；
步骤10：在ILayer的Draw接口中用GDI绘制点云。
Claims (5)
1.一种基于ArcGIS对三维激光点云进行渲染的方法，首先，使用车载(或者背包)三维激光测量系统进行采集数据，车载(背包)三维激光移动测量系统集成部件包括三维激光扫描仪、GPS导航仪、惯性制导系统和全景相机，采集数据过程在车辆(或者作业人员)行进中进行，三维激光扫描仪用于获取点云数据，GPS导航仪与惯性制导系统构成的POS系统用于获取姿态位置信息；点云数据按照圈索引进行组织，以获取每一圈扫描圈的三维坐标点集；然后按如下步骤操作：
步骤1、扩展ArcGIS自定义图层，用于管理点云数据，每一个点云图层关联一个点云对象。在ArcMap中加载点云数据时，创建点云图层；
步骤2、构造一个颜色带条Color Ramp，分10个渐变色带，可以获取特定颜色带一定比例的颜色值；
步骤3、遍历点云所有点，统计出点云高程平稳最大值MaxHZ和平稳最小值MinHZ；
步骤4、遍历点云所有点，统计出点云强度平稳最大值MaxHI和平稳最小值MinHI；
步骤5、点云按高程渲染时，遍历需要渲染的点，利用点的Z坐标和MinHZ的差值，求取改点在色带条的色带及在该色带上的颜色比例值，进而取出颜色；
步骤6、点云按循环色带渲染时，根据循环步长及点的Z值和点云平稳最大值MaxHZ的差值，求出在色带条中的颜色带及该色带的比例值，进而取出颜色；
步骤7、点云按强度渲染时，遍历需要渲染的点，利用点的强度值和MinHI的差值，求取点的透明度L，然后确保渲染时不至于色彩不至于太暗或太亮，使L在区间[0.1，0.95]中，最后根据L求取RGB颜色分量；
步骤8、点云按RGB渲染时，直接读取点云自身的颜色；
步骤9、在按高程渲染和循环色带渲染时，可以加入透明度信息；
步骤10在ILayer的Draw接口中用GDI绘制点云。
2.根据权利要求1所述的基于ArcGIS对三维激光点云进行渲染的方法，其特征在于：步骤3中所述的遍历点云所有点，取得点云Z坐标的最大值MaxZ和最小值MinZ。为了使点云按高程和循环色带渲染时颜色保持平稳，统计高程时需要剔除一些高程特别大或特别小的点。具体流程是把点云高程统计分布范围映射到[0，999]区间，然后设定一个点云点数的百分比阈值f，对分布在[0，999]区间的点数进行累加统计，以f为阈值对高程小的和高程大的点进行过滤，最后统计出新的点云高程平稳最大值MaxHZ和平稳最小值MinHZ。
3.根据权利要求1所述的基于ArcGIS对三维激光点云进行渲染的方法，其特征在 于：步骤4中所述的遍历点云所有点，取得点云强度的最大值MaxI和最小值MinI。为了使点云按强度渲染时颜色保持平稳，统计强度时需要剔除一些强度特别大或特别小的点。具体流程是把点云强度统计分布范围映射到[0，999]区间，然后设定一个点云点数的百分比阈值f，对分布在[0，999]区间的点数进行累加统计，以f为阈值对强度低点和高点进行过滤，最后统计出新的点云强度平稳最大值MaxHI和平稳最小值MinHI 。
4.根据权利要求1所述的基于ArcGIS对三维激光点云进行渲染的方法，其特征在于：步骤6中所述的点云按循环色带渲染时，首先设置循环步长S，遍历需要渲染的点，点Z坐标减去MinHZ得到D，D对循环步长S求模得到M，D对S求余得到L，为保证循环渲染时色彩的对称性对M为奇数的点进行标记，S减去M得到相对循环距离DD，然后根据DD求出在色带条中的颜色带及该色带的比例值，进而取出颜色。
5.根据权利要求1所述的基于ArcGIS对三维激光点云进行渲染的方法，其特征在于：步骤9中所述的由于用GDI绘制点时，无法传入透明度信息，在按高程渲染和循环色带渲染时，可以先把从色带条获取的RGB颜色信息转为HSV格式的颜色信息，然后把透明度信息加入到HSV信息中，再把HSV转为RGB。
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104156480A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-11-19 | 天津市普迅电力信息技术有限公司 | 一种基于wpf和gdi+分层绘制地图的方法 |
| CN104376590A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-02-25 | 武汉海达数云技术有限公司 | 海量数据按圈索引空间显示方法 |
| CN104391906A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-03-04 | 武汉海达数云技术有限公司 | 车载海量点云数据动态浏览方法 |
| CN105488836A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-04-13 | 武汉海达数云技术有限公司 | 一种基于高程分布特征的循环色带点云渲染方法 |
| CN106846498A (zh) * | 2017-02-08 | 2017-06-13 | 武汉海达数云技术有限公司 | 激光点云渲染方法和装置 |
| CN108280886A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-07-13 | 北京小马智行科技有限公司 | 激光点云标注方法、装置及可读存储介质 |
| CN111553973A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-08-18 | 北京数字绿土科技有限公司 | 一种插件式的点云颜色渲染方法、设备及计算机存储介质 |
| CN112256703A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-22 | 重庆同汇勘测规划有限公司 | 一种基于ArcGIS快速输出点云精度报告的方法 |
| CN112287859A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-01-29 | 北京京东乾石科技有限公司 | 物体识别方法、装置和系统，计算机可读存储介质 |
| CN113269897A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-08-17 | 深圳市信润富联数字科技有限公司 | 表面点云的获取方法、装置、设备及存储介质 |
| WO2021226862A1 (en) * | 2020-05-13 | 2021-11-18 | Shanghaitech University | Neural opacity point cloud |
| WO2022116832A1 (zh) * | 2020-12-01 | 2022-06-09 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 点云文件传输方法、装置、设备、存储介质及程序产品 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102317979A (zh) * | 2009-02-13 | 2012-01-11 | 哈里公司 | 基于场景内容可视化点云数据的方法 |
-
2014
- 2014-05-12 CN CN201410196840.XA patent/CN103955966B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102317979A (zh) * | 2009-02-13 | 2012-01-11 | 哈里公司 | 基于场景内容可视化点云数据的方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| AUTODESK，INC: "AutoCAD Civil 3D 2013-AutoCAD Map 3D User Help", 《HTTP://DOCS.AUTODESK.COM/CIV3D/2013/ENU/INDEX.HTML?URL=FILESMAPC3D/GUID-5314F9B5-A507-4EFF-9EFD-948C069B53CD.HTM,TOPICNUMBER=MAPC3DD30E76951》 * |
| ESRI: "ArcGIS帮助10.1-在ArcGIS中使用LAS分类", 《HTTP://RESOURCES.ARCGIS.COM/ZH-CN/HELP/MAIN/10.1/INDEX.HTML#//015W00000047000000》 * |
| J.C.FERNANDEZ 等: "An Overview of Lidar Point Cloud Processing Software", 《HTTP://NCALM.CIVE.UH.EDU/SITES/NCALM.CIVE.UH.EDU/FILES/FILES/PUBLICATIONS/REPORTS/GEM_REP_2007_12_001.PDF》 * |
| 刘先林: "SSW车载移动测量系统及其应用", 《HTTP://WENKU.BAIDU.COM/LINK?URL=7XGJJFWUQGBZFOZLXYVFE79KUUPP2YEHDTC3A7_D6VLJU_WPD85ETR2WQZB-HNOJA0SAXWAWJA081VK0NQQBCSKZYIKAWOQNXIQXB4REQAQ》 * |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104156480B (zh) * | 2014-08-26 | 2017-10-13 | 天津市普迅电力信息技术有限公司 | 一种基于wpf和gdi+分层绘制地图的方法 |
| CN104156480A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-11-19 | 天津市普迅电力信息技术有限公司 | 一种基于wpf和gdi+分层绘制地图的方法 |
| CN104376590A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-02-25 | 武汉海达数云技术有限公司 | 海量数据按圈索引空间显示方法 |
| CN104391906A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-03-04 | 武汉海达数云技术有限公司 | 车载海量点云数据动态浏览方法 |
| CN104391906B (zh) * | 2014-11-18 | 2017-06-20 | 武汉海达数云技术有限公司 | 车载海量点云数据动态浏览方法 |
| CN105488836A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-04-13 | 武汉海达数云技术有限公司 | 一种基于高程分布特征的循环色带点云渲染方法 |
| CN106846498B (zh) * | 2017-02-08 | 2020-06-05 | 武汉海达数云技术有限公司 | 激光点云渲染方法和装置 |
| CN106846498A (zh) * | 2017-02-08 | 2017-06-13 | 武汉海达数云技术有限公司 | 激光点云渲染方法和装置 |
| CN108280886A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-07-13 | 北京小马智行科技有限公司 | 激光点云标注方法、装置及可读存储介质 |
| WO2021226862A1 (en) * | 2020-05-13 | 2021-11-18 | Shanghaitech University | Neural opacity point cloud |
| US11727628B2 (en) | 2020-05-13 | 2023-08-15 | Shanghaitech University | Neural opacity point cloud |
| CN111553973A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-08-18 | 北京数字绿土科技有限公司 | 一种插件式的点云颜色渲染方法、设备及计算机存储介质 |
| CN111553973B (zh) * | 2020-05-19 | 2021-03-16 | 北京数字绿土科技有限公司 | 一种插件式的点云颜色渲染方法、设备及计算机存储介质 |
| CN112256703A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-22 | 重庆同汇勘测规划有限公司 | 一种基于ArcGIS快速输出点云精度报告的方法 |
| CN112287859A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-01-29 | 北京京东乾石科技有限公司 | 物体识别方法、装置和系统，计算机可读存储介质 |
| WO2022116832A1 (zh) * | 2020-12-01 | 2022-06-09 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 点云文件传输方法、装置、设备、存储介质及程序产品 |
| CN113269897A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-08-17 | 深圳市信润富联数字科技有限公司 | 表面点云的获取方法、装置、设备及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103955966B (zh) | 2017-07-07 |
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