CN107677239B - 静止水域处理方法及装置 - Google Patents

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    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/882—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for altimeters

Abstract

本发明提供一种静止水域处理方法及装置，该方法包括：对机载激光雷达采集的点云进行分类，得到多个地面点；将该多个地面点中位于目标静止水域所在范围的地面点作为第一地面点；采集该目标静止水域周围预设范围的地面点作为第二地面点；查找出第一地面点及第二地面点中高程值最小的目标地面点，并将该目标地面点的高程值减去一预设值后得到的差值作为该目标静止水域的高程值，再基于该目标静止水域的高程值生成不规则三角网，并基于该不规则三角网制作数字高程模型。如此，可以避免制作出的数字高程模型中的静止水域溢出。

Description

静止水域处理方法及装置
技术领域
本发明涉及机载激光雷达(Light Detection And Ranging，LiDAR)技术领域，具体而言，涉及一种静止水域处理方法及装置。
背景技术
静止水域是指水面静止的水域，比如，池塘、湖泊、水库等。在数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)制作过程中，根据静止水域临近的LiDAR地面点为其赋予高程值。然而，这个高程值不一定是静止水域区域的最小值，从而导致静止水域溢出，也即，静止水域的高度超出了其周围的高度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种静止水域处理方法及装置，以改善上述问题。
为了达到上述目的，本发明实施例提供一种静止水域处理方法，所述方法包括：
对机载激光雷达采集的点云进行分类，得到多个地面点；
将所述多个地面点中位于目标静止水域所在范围的地面点作为第一地面点；
采集所述目标静止水域周围预设范围的地面点作为第二地面点；
查找出所述第一地面点及第二地面点中高程值最小的目标地面点，并将该目标地面点的高程值减去一预设值后得到的差值作为所述目标静止水域的高程值；
基于所述目标静止水域的高程值生成不规则三角网图形，并基于所述不规则三角网图形制作数字高程模型。
可选地，在上述方法中，所述目标静止水域为面状水域。
可选地，在上述方法中，所述将所述多个地面点中位于目标静止水域所在范围的地面点作为第一地面点的步骤，包括：
通过正射影像获得所述目标静止水域的平面边界；
将所述多个地面点中位于所述平面边界内的地面点作为第一地面点。
可选地，在上述方法中，所述目标地面点的高程值与所述预设值之差小于所述目标静止水域周围的地面点的高程值。
可选地，在上述方法中，所述预设值为所述目标静止水域所在地形图的等高距的三分之一。
本发明实施例还提供一种静止水域处理装置，所述装置包括：
分类模块，用于对机载激光雷达采集的点云进行分类，得到多个地面点；
第一地面点确定模块，用于将所述多个地面点中位于目标静止水域所在范围的地面点作为第一地面点；
第二地面点确定模块，用于采集所述目标静止水域周围预设范围的地面点作为第二地面点；
处理模块，用于查找出所述第一地面点及第二地面点中高程值最小的目标地面点，并将该地面点的高程值减去一预设值后得到的差值作为所述目标静止水域的高程值；
制作模块，用于基于所述目标静止水域的高程值生成不规则三角网，并基于所述不规则三角网制作数字高程模型。
可选地，在上述装置中，所述目标静止水域为面状水域。
可选地，在上述装置中，所述第一地面点确定模块包括：
边界获得子模块，用于通过正射影像获得所述目标静止水域的平面边界；
确定子模块，用于将所述多个地面点中位于所述平面边界内的地面点作为第一地面点。
可选地，在上述装置中，所述目标地面点的高程值与所述预设值之差小于所述目标静止水域周围的地面点的高程值。
可选地，在上述装置中，所述预设值为所述目标静止水域所在地形图的等高距的三分之一。
本发明实施例提供的静止水域处理方法及装置，在制作DEM的过程中，且在生成不规则三角网(Triangulated Irregular Network，TIN)图形之前，对目标静止水域进行处理，对机载LiDAR采集的点云进行分类，得到多个地面点。将该多个地面点中位于目标静止水域所在范围的地面点作为第一地面点，采集目标静止水域周围预设范围的地面点作为第二地面点。查找出第一地面点及第二地面点中高程值最小的目标地面点，并将该目标地面点的高程值减去一预设值后得到的差值作为目标静止水域的高程值，然后再基于处理后的目标静止水域的高程值生成TIN图形以及制作DEM。如此，可以避免制作的DEM中的静止水域溢出，且处理效率高，处理结果稳定可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电子终端的方框示意图；
图2为本发明实施例提供的一种静止水域处理方法的流程示意图；
图3为图2所示步骤S120的子步骤示意图；
图4为本发明实施例提供的一种区域叠加示意图；
图5为本发明实施例提供的一种静止水域处理装置的功能模块框图。
图标：100-电子终端；110-存储器；120-处理器；130-显示单元；200-静止水域处理装置；210-分类模块；220-第一地面点确定模块；221-边界获得子模块；222-确定子模块；230-第二地面点确定模块；240-处理模块；250-制作模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
如图1所示，是本发明实施例提供的一种电子终端100的方框示意图，所述电子终端100可以是个人计算机(Personal Computer，PC)、笔记本电脑或其他服务器等，本实施例对此不做限制。
所述电子终端100包括静止水域处理装置200、存储器110、处理器120以及显示单元130。
所述存储器110、处理器120以及显示单元130各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述静止水域处理装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)形式固化在所述电子终端100的操作系统(Operating System，OS)中的软件功能模块。
其中，所述存储器110可以是，但不限于，随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)等。
所述处理器120可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。上述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编辑逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述显示单元130用于建立与用户之间的交互界面，或者用于显示待显示信息，例如本发明实施例中的静止水域信息、TIN图形或DEM。
应当理解，图1所示结构仅为电子终端100的示意，电子终端100还可以具有比图1所示更多或更少的组件，或是具有与图1所示完全不同的组件。需要说明的是，图1所示的各组件可以软件、硬件或其组合实现。
如图2所示，是本发明实施例提供的一种静止水域处理方法的流程示意图，所述方法可应用于图1所示的电子终端100。下面对图2所示的具体步骤及流程进行详细阐述。
步骤S110，对机载激光雷达采集的点云进行分类，得到多个地面点。
在实际应用中，机载LiDAR数据经过预处理的一系列操作后，得到的是一些包含有坐标、强度、回波等信息的点集，也即，点云。通过回波等信息对点云进行自动分类后，仍然有大量的非地表的高程信息，如房屋、树林等的高程信息。另外，由于水深、水的成分等因素，水域部分也存在大量的回波信息。因此，还需经过人工编辑，以实现分类，进而得到所述点云中的多个地面点(GROUND)。
步骤S120，将所述多个地面点中位于目标静止水域所在范围的地面点作为第一地面点。
在本实施例中，所述第一地面点是指所述多个地面点中位于所述目标静止水域所在范围的点。详细地，如图3所示，所述步骤S120可以包括步骤S121和步骤S122两个子步骤。
步骤S121，通过正射影像获得所述目标静止水域的平面边界。
其中，所述正射影像是指具有正射投影性质的遥感影像。
步骤S122，将所述多个地面点中位于所述平面边界内的地面点作为第一地面点。
实施时，针对所述多个地面点中的每个地面点，可以判断该地面点的坐标是否在所述平面边界内，若是，则将该地面点作为第一地面点。
步骤S130，采集所述目标静止水域周围预设范围的地面点作为第二地面点。
在本实施例中，所述预设范围可以根据所述目标静止水域及其所在环境的情况进行设置，通常是所述目标静止水域的平面边界往外扩大1毫米～2毫米的范围。应当理解，此处的1毫米～2毫米是指图上单位。
需要说明的是，本实施例中的预设范围是一个环状区域，并不包括目标静止水域本身。
步骤S140，查找出所述第一地面点及第二地面点中高程值最小的目标地面点，并将该目标地面点的高程值减去一预设值后得到的差值作为所述目标静止水域的高程值。
请参阅图4，将所述第一地面点构成的区域1与所述第二地面点构成的区域2叠加在一起，形成区域3。实施时，查找所述区域3中高程值最小的地面点作为目标地面点。
作为一种实施方式，可以采用公式h＝min(hi)进行计算，其中，hi表示第一地面点及第二地面点中每个地面点的高程值，h表示目标地面点的高程值。该公式表示选取第一地面点及第二地面点中高程值最小的目标地面点。
在确定目标地面点后，获取该目标地面点的高程值，并将该目标地面点的高程值减去一预设值后得到的差值作为所述目标静止水域的高程值，如此，可以确保基于该目标静止水域的高程值制作的DEM中的静止水域不会溢出。
可选地，所述目标地面点的高程值与所述预设值的差小于所述目标静止水域周围预设区域内的地面点的高程值。其中，所述预设区域的大小可根据实际情况进行设定，本实施例对此不做限制。
例如，所述预设值可以是所述目标静止水域所在地形图的等高距的三分之一。
步骤S150，基于所述目标静止水域的高程值生成不规则三角网图形，并基于所述不规则三角网图形制作数字高程模型。
通过上述设计，静止水域的处理变成了的DEM制作的一个步骤，只需在制作过程中对静止水域进行处理，即可确保制作出的DEM中的静止水域不会溢出，处理效率高，处理结果稳定可靠。
如图5所示，是本发明实施例提供的一种静止水域处理装置200。所述装置包括分类模块210、第一地面点确定模块220、第二地面点确定模块230、处理模块240以及制作模块250。
其中，所述分类模块210用于对机载激光雷达采集的点云进行分类，得到多个地面点。
在本实施例中，关于所述分类模块210的描述具体可参考对图2所示步骤S110的详细描述，也即，所述步骤S110可以由所述分类模块210执行。
所述第一地面点确定模块220用于将所述多个地面点中位于目标静止水域所在范围的地面点作为第一地面点。
在本实施例中，所述目标静止水域是面状水域，便于进行点面叠加运算。
在本实施例中，关于所述第一地面点确定模块220的描述具体可参考对图2所示步骤S120的详细描述，也即，所述步骤S120可以由所述第一地面点确定模块220执行。
可选地，在本实施例中，所述第一地面点确定模块220可以包括边界获得子模块221以及确定子模块222。
其中，所述边界获得子模块221用于通过正射影像获得所述目标静止水域的平面边界。
所述确定子模块222用于将所述多个地面点中位于所述平面边界内的地面点作为第一地面点。
所述第二地面点确定模块230用于采集所述目标静止水域周围预设范围的地面点作为第二地面点。
在本实施例中，关于所述第二地面点确定模块230的描述具体可参考对图2所示步骤S130的详细描述，也即，所述步骤S130可以由所述第二地面点确定模块230执行。
所述处理模块240用于查找出所述第一地面点及第二地面点中高程值最小的目标地面点，并将该地面点的高程值减去一预设值后得到的差值作为所述目标静止水域的高程值。
在本实施例中，关于所述处理模块240的描述具体可参考对图2所示步骤S140的详细描述，也即，所述步骤S140可以由所述处理模块240执行。
所述制作模块250用于基于所述目标静止水域的高程值生成不规则三角网，并基于所述不规则三角网制作数字高程模型。
在本实施例中，关于所述制作模块250的描述具体可参考对图2所示步骤S150的详细描述，也即，所述步骤S150可以由所述制作模块250执行。
综上所述，本发明实施例提供的静止水域处理方法及装置，在制作DEM的过程中，且在生成不规则三角网(Triangulated Irregular Network，TIN)图形之前，对目标静止水域进行处理，对机载LiDAR采集的点云进行分类，得到多个地面点。将该多个地面点中位于目标静止水域所在范围的地面点作为第一地面点，采集目标静止水域周围预设范围的地面点作为第二地面点。查找出第一地面点及第二地面点中高程值最小的目标地面点，并将该目标地面点的高程值减去一预设值后得到的差值作为目标静止水域的高程值，然后再基于处理后的目标静止水域的高程值生成TIN图形以及制作DEM。如此，可以避免制作的DEM中的静止水域溢出，且处理效率高，处理结果稳定可靠。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种静止水域处理方法，其特征在于，所述方法包括：
对机载激光雷达采集的点云进行分类，得到多个地面点；
将所述多个地面点中位于目标静止水域所在范围的地面点作为第一地面点；
采集所述目标静止水域周围预设范围的地面点作为第二地面点；
查找出所述第一地面点及第二地面点中高程值最小的目标地面点，并将该目标地面点的高程值减去一预设值后得到的差值作为所述目标静止水域的高程值；
基于所述目标静止水域的高程值生成不规则三角网图形，并基于所述不规则三角网图形制作数字高程模型；
所述将所述多个地面点中位于目标静止水域所在范围的地面点作为第一地面点的步骤，包括：
通过正射影像获得所述目标静止水域的平面边界；
将所述多个地面点中位于所述平面边界内的地面点作为第一地面点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标静止水域为面状水域。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述目标地面点的高程值与所述预设值之差小于所述目标静止水域周围预设区域内的地面点的高程值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设值为所述目标静止水域所在地形图的等高距的三分之一。
5.一种静止水域处理装置，其特征在于，所述装置包括：
分类模块，用于对机载激光雷达采集的点云进行分类，得到多个地面点；
第一地面点确定模块，用于将所述多个地面点中位于目标静止水域所在范围的地面点作为第一地面点；
第二地面点确定模块，用于采集所述目标静止水域周围预设范围的地面点作为第二地面点；
处理模块，用于查找出所述第一地面点及第二地面点中高程值最小的目标地面点，并将该地面点的高程值减去一预设值后得到的差值作为所述目标静止水域的高程值；
制作模块，用于基于所述目标静止水域的高程值生成不规则三角网，并基于所述不规则三角网制作数字高程模型；
所述第一地面点确定模块包括：
边界获得子模块，用于通过正射影像获得所述目标静止水域的平面边界；
确定子模块，用于将所述多个地面点中位于所述平面边界内的地面点作为第一地面点。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述目标静止水域为面状水域。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述目标地面点的高程值与所述预设值之差小于所述目标静止水域周围的地面点的高程值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预设值为所述目标静止水域所在地形图的等高距的三分之一。
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