CN112632338A - 一种点云数据检索方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种点云数据检索方法、装置、设备及存储介质。其中，该点云数据检索方法包括：确定检索条件，其中，所述检索条件包括目标地理边界；确定与所述检索条件匹配的全局标识符，并作为目标全局标识符；在所述目标全局标识符对应的点云瓦片中，按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片，得到筛选出的点云瓦片的树索引；其中，所述点云瓦片通过将点云数据按照树结构进行分割而得到；所述点云数据的地理边界、所述点云瓦片以及所述点云瓦片的树索引，与全局标识符对应存储，本发明实施例提供的技术方案，可以实现根据用户需求对感兴趣区域的点云数据进行灵活、快速和高效的检索。

Description

一种点云数据检索方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及点云数据处理技术，尤其涉及一种点云数据检索方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着科学技术的突飞猛进和大数据时代的到来，可以通过各种技术手段进行数据采集获取点云数据。例如，可以通过航空摄像测量得到点云数据。

但是基于各种手段得到的点云数据越来越大，导致了在点云数据中检索感兴趣区域的点云数据时费时且费力，难以快速、灵活地定位兴趣区域的点云数据。

发明内容

本发明实施例提供了一种点云数据检索方法、装置、设备及存储介质，可以实现根据用户需求对感兴趣区域的点云数据进行灵活、快速和高效的检索。

第一方面，本发明实施例提供了一种点云数据检索方法，其中，该方法包括：确定检索条件，其中，所述检索条件包括目标地理边界；

确定与所述检索条件匹配的全局标识符，并作为目标全局标识符；

在所述目标全局标识符对应的点云瓦片中，按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片，得到筛选出的点云瓦片的树索引；其中，所述点云瓦片通过将点云数据按照树结构进行分割而得到；所述点云数据的地理边界、所述点云瓦片以及所述点云瓦片的树索引，与全局标识符对应存储。

第二方面，本发明实施例还提供了一种点云数据检索装置，其中，该装置包括：

第一确定模块，用于确定检索条件，其中，所述检索条件包括目标地理边界；

第二确定模块，用于确定与所述检索条件匹配的全局标识符，并作为目标全局标识符；

筛选模块，用于在所述目标全局标识符对应的点云瓦片中，按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片，得到筛选出的点云瓦片的树索引；其中，所述点云瓦片通过将点云数据按照树结构进行分割而得到；所述点云数据的地理边界、所述点云瓦片以及所述点云瓦片的树索引，与全局标识符对应存储。

第三方面，本发明实施例还提供了一种点云数据检索设备，其中，该设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例中任一项所述的点云数据检索方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如本实施例中任一项所述的点云数据检索方法。

本发明实施例提供的技术方案，通过确定检索条件，确定与所述检索条件匹配的全局标识符，并作为目标全局标识符，在所述目标全局标识符对应的点云瓦片中，按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片，得到筛选出的点云瓦片的树索引，可以解决低效、费时检索兴趣区域点云数据的问题，可以实现根据用户需求对感兴趣区域的点云数据进行灵活、快速和高效的检索。

附图说明

图1a为本发明实施例提供的一种点云数据检索方法流程图；

图1b是点云数据的地理边界在水平坐标系的投影示意图；

图1c是采用八叉树结构对点云数据进行分割的示意图；

图1d是建立点云瓦片树索引的示意图；

图1e是目标地理边界与关联地理边界相交示意图；

图1f是目标地理边界包含关联地理边界示意图；

图1g是关联地理边界包含目标地理边界示意图；

图2a是本发明实施例提供的另一种点云数据检索方法流程图；

图2b是第一投影边界包含第二投影边界示意图；

图2c是第一投影边界与第二投影边界相交示意图；

图2d是将根树索引的子节点树索引作为目标树索引的示意图；

图3a是本发明实施例提供的又一种点云数据检索方法流程图；

图3b是根树索引对应点云瓦片的高度边界在目标地理边界确定的筛选高度边界之外的左视图；

图3c是将根树索引的子节点树索引作为目标树索引的左视图；

图4为本发明实施例提供的又一种点云数据检索方法流程图；

图5是本发明实施例提供的一种点云数据检索装置结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种点云数据检索设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1a为本发明实施例提供的点云数据检索方法的流程图，所述方法可以由点云数据检索装置来执行，所述点云数据检索装置可以由软件和/或硬件的方式实现，所述点云数据检索装置可以配置在服务器等电子设备中。可选的，所述方法应用于在航拍产生的点云数据中进行检索的场景中。

如图1a所示，本发明实施例提供的技术方案包括：

S110、确定检索条件，其中，所述检索条件包括目标地理边界。

在本发明实施例中，可选的，检索条件用于确定检索范围，可以是用户输入的，也可以是通过其他形式确定的，检索条件可以包括目标地理边界，也可以是其他的内容；目标地理边界可以是二维平面坐标的形式，包括经度和纬度，或者包括x，y坐标，也可以是三维立体坐标的形式，包括经度、纬度和高度，或者包括x，y，z坐标。

在本发明实施例中，可选的，检索条件还可以包括点云数据的属性信息，点云数据的属性信息包括点云数据的采集时间，点云数据的归属者，获取该点云数据的飞行高度，或者还可以包括其他属性信息。

由此，通过确定不同形式的检索条件，可以依据用户需求满足不同条件的检索要求，可以实现多样化检索。

在本发明实施例中，可以采集单架次的信息到空间数据库，例如可以包括架次编码、飞行高度、航向重叠度、旁向重叠度、飞行时间、航测区域边界等信息。

在本发明实施例中，可选的，在确定检索条件之前，还可以将点云数据按照树结构进行分割，得到点云瓦片，并建立点云瓦片的树索引；将点云数据的地理边界、点云瓦片以及点云瓦片的树索引，与全局标识符进行对应存储。

在本发明实施例中，可选的，可以是采用八叉树的结构对点云数据进行分割后得到点云瓦片，并对所有的点云瓦片建立树索引；也可以是采用多层次细节(level ofdetails，LOD)与八叉树结合的结构对点云数据进行分割后得到点云瓦片，并对所有的点云瓦片建立树索引，也可以是其他的形式对所有的点云瓦片建立树索引。其中，树索引可以是八叉树索引。

在本发明实施例中，可选的，存储的点云数据的地理边界是树结构中根树索引对应的点云瓦片的地理边界。其中，还可以将航拍区域的地理边界与全局标识符进行存储。其中，航拍区域的地理边界可以是点云数据在投影平面的投影边界，如图1b所示，x、y两条坐标轴为地理投影坐标系，属于平面坐标系，将图上航拍区域的地理边界的5个点投影成平面坐标后，存储并以全局唯一标识符(与边界对应)建立索引。

在本发明实施例中，可选的，可以将全局标识符作为一个根目录，在该目录下存储有点云数据的地理边界、点云数据以及点云数据的树索引。可以将无人机的架次编码设定为全局标识符，例如可以采用标识符1，标识符2等作为全局标识符，也可以是采用其他的方式对全局标识符进行设定。

在本发明实施例的一个实施方式中，可选的，所述点云瓦片的树索引包括：树结构的深度、点云瓦片在树结构中的三维坐标。

在本发明实施例中，可选的，图1c是采用八叉树结构对点云数据进行分割的示意图，如图1c所示，采用多分辨率八叉树的数据结构，将点云数据分布在八叉树的各个节点上，生成特定分辨率的正方体点云瓦片。图1d是建立点云瓦片树索引的示意图，如图1d所示，将点云瓦片按照d-x-y-z的规则建立树索引，其中，d代表八叉树结构的深度，x代表树结构中的横轴坐标，y代表树结构中的竖轴坐标，z代表树结构中的高度坐标，选取正方体点云瓦片左下角的点作为坐标原点(0，0，0)，其中，树结构的分辨率确定单位坐标。

由此，通过对点云数据中的点云瓦片建立树索引，并将点云数据的地理边界、点云瓦片以及点云瓦片的树索引，与全局标识符进行对应存储，为后续依据各种形式的检索条件进行检索提供了有序的数据组织形式，可以使检索过程更加便捷、高效。

S120、确定与所述检索条件匹配的全局标识符，并作为目标全局标识符。

在本发明实施例中，可选的，依据检索条件确定与之相匹配的全局标识符，全局标识符的值只有一个并且各全局标识符的值不能重复。

在本发明实施例的一个实施方式中，可选的，所述确定与所述检索条件匹配的全局标识符，包括：查询与所述目标地理边界存在空间位置关联的关联地理边界，确定与所述关联地理边界对应的全局标识符。

在本发明实施例中，可选的，由于全局标识符与点云数据的地理边界、点云瓦片以及所述点云瓦片的树索引对应存储，因此通过查询与目标地理边界存在空间位置关联的关联地理边界并确定与所述关联地理边界对应的全局标识符，可以确定目标点云数据中点云瓦片的树索引，可以为精准地定位检索目标。

在本发明实施例中，可选的，目标地理边界与关联地理边界的空间位置关联关系可以是目标地理边界11与关联地理边界12相交，如图1e所示，可以是目标地理边界11包含关联地理边界12，如图1f所示，也可以是关联地理边界12包含目标地理边界11，如图1g所示。根据用户需要对目标地理边界进行选择。由于地理边界与全局标识符一一对应，因此可以通过查询与目标地理边界存在空间位置关联的关联地理边界确定与之对应的全局标识符。

由此，通过查询与目标地理边界存在空间位置关联的关联地理边界，确定与所述关联地理边界对应的全局标识符，作为目标全局标识符，可以实现通过地理边界来确定目标全局标识符，可以进一步确定检索范围。

在本发明实施例的一个实施方式中，可选的，所述检索条件还包括点云数据的属性信息；相应的，所述确定与所述检索条件匹配的全局标识符，包括：查询与所述点云数据的属性信息对应的全局标识符，并作为中间全局标识符；在所述中间全局标识符对应的地理边界中，查询与所述目标地理边界存在空间位置关联的关联地理边界，确定所述关联地理边界对应的全局标识符。

在本发明实施例的一个实施方式中，可选的，所述点云数据的属性信息包括如下至少之一：所述点云数据的采集时间，所述点云数据的归属者以及获取所述点云数据的飞行高度。可选的，点云数据的属性信息还可以包括：航向重叠度和旁向重叠度等信息，还可以包括其他的信息。

例如，用户需要在最近一个月内的点云数据中进行检索，可以基于最近一个月的采集时间确定对应的中间全局标识符，或者用户需要在无人机A采集的点云数据中进行检索，可以确定无人机A对应的中间全局标识符，然后在中间全局标识符确定与之对应的点云数据的地理边界中，根据用户需要进行检索与目标地理边界存在相交、包含或者被包含关系的关联地理边界，确定所述关联地理边界对应的全局标识符。

由此，通过基于点云数据的属性信息确定中间全局标识符，基于中间全局标识符确定与之对应的地理边界，通过该地理边界与目标地理边界的关系确定关联地理边界对应的全局标识符，可以基于该全局标识符确定与之对应存储的点云瓦片的树索引，可以通过检索点云瓦片的树索引确定检索范围，提高检索效率。

S130、在所述目标全局标识符对应的点云瓦片中，按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片，得到筛选出的点云瓦片的树索引。

其中，所述点云瓦片通过将点云数据按照树结构进行分割而得到；所述点云数据的地理边界、所述点云瓦片以及所述点云瓦片的树索引，与全局标识符对应存储。

在本发明实施例中，可选的，从点云瓦片的树索引的根树索引开始筛选，按照层级关系逐层级比较点云瓦片的空间位置筛选出与目标地理边界关联的点云瓦片，最终得到筛选出的点云瓦片的树索引。

在本发明实施例的一个实施方式中，可选的，所述在所述目标全局标识符对应的点云瓦片中，按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片，包括：确定与所述目标全局标识符对应的点云瓦片的树索引列表；确定与所述树索引列表中每个树索引对应的点云瓦片的地理边界；按照树索引的层级关系基于所述点云瓦片的地理边界，逐层筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片。其中，关联包括包含、相交以及被包含中的至少一种关系。

在本发明实施例中，可选的，树索引列表中存储了每个树索引及其对应的点云瓦片的地理边界，确定与目标全局标识符对应的点云瓦片的树索引列表之后，确定与树索引列表中每个树索引对应的点云瓦片的地理边界，按照树索引的层级关系基于所述点云瓦片的地理边界，可以从树索引的根树索引开始，确定其对应的点云瓦片的地理边界是否在目标地理边界之内，其中该地理边界可以是平面地理边界，即只判断横轴坐标和竖轴坐标，也可以是空间地理边界，即判断横轴坐标、竖轴坐标和纵轴坐标，如果根树索引对应点云瓦片的地理边界在目标地理边界之内，则将根树索引作为筛选出的点云瓦片的树索引；如果根树索引对应点云瓦片的地理边界包含目标地理边界或者与目标地理边界相交，则继续遍历子节点树索引，以此类推，直至遍历至最低层级树索引，从最低层级的树索引中筛选点云瓦片的树索引，基于各个层级筛选出的点云瓦片的树索引，得到筛选出的点云瓦片的所有树索引；其中，从最低层级的树索引中筛选点云瓦片的树索引满足的条件是：目标地理边界在投影平面的第一投影边界，被最低层级的树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界所包含，或者目标地理边界在投影平面的第一投影边界，与最低层级的树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界相交，或者目标地理边界在投影平面的第一投影边界，包含最低层级的树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界。按照上述规则逐层筛选出与目标地理边界关联的点云瓦片的树索引，结合各个层级筛选出的点云瓦片的树索引，得到筛选出的点云瓦片的树索引，结束筛选。

由此，通过确定与目标全局标识符对应的点云瓦片的树索引列表，确定与树索引列表中每个树索引对应的点云瓦片的地理边界，按照树索引的层级关系基于所述点云瓦片的地理边界，逐层筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片，可以无需对点云数据处理，就可以筛选得到符合条件的点云瓦片的树索引，实现快速、高效的检索兴趣区域点云数据的效果。

在上述实施例的基础上，本发明实施例提供的方法在得到筛选出的点云瓦片的树索引之后，还包括：将筛选出的点云瓦片进行可视化展示。

在本发明实施例中，可选的，在得到筛选出的点云瓦片的树索引之后，可以按需选择将筛选出的点云瓦片在网页、移动端以及电脑客户端软件进行快速、低性能消耗、流畅的可视化展示或者其他应用需求。

本发明实施例提供的技术方案，通过确定检索条件，确定与检索条件匹配的全局标识符，并作为目标全局标识符，在目标全局标识符对应的点云瓦片中，按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出与目标地理边界关联的点云瓦片，得到筛选出的点云瓦片的树索引，可以解决低效、费时检索兴趣区域点云数据的问题，可以实现根据用户需求对感兴趣区域的点云数据进行灵活、快速和高效的检索。

图2a为本发明实施例提供的点云数据检索方法的流程图，在本发明实施例中，可选的，所述按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片，得到筛选出的点云瓦片的树索引，包括：

选择点云瓦片的树索引，并将选择的树索引作为目标树索引；

若目标地理边界在投影平面的第一投影边界包含所述目标树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界，将所述目标树索引作为筛选出的点云瓦片的树索引；其中，所述投影平面为水平面；

若所述第一投影边界与所述第二投影边界相交，或者所述第一投影边界被所述第二投影边界包含，选择所述目标树索引的子节点树索引；

返回将选择的树索引作为目标树索引的操作，直至遍历至最低层级的树索引，从最低层级的树索引中筛选点云瓦片的树索引，基于各个层级筛选出的点云瓦片的树索引，得到筛选出的点云瓦片的所有树索引。

如图2a所示，本发明实施例提供的技术方案包括：

S210、确定检索条件，其中，所述检索条件包括目标地理边界。

S220、确定与所述检索条件匹配的全局标识符，并作为目标全局标识符。

S230、在所述目标全局标识符对应的点云瓦片中，选择点云瓦片的树索引，并将选择的树索引作为目标树索引。

在本发明实施例中，可选的，点云瓦片的树索引包括：树结构的深度、点云瓦片在树结构中的三维坐标，点云数据的地理边界、点云瓦片以及点云瓦片的树索引，与目标全局标识符进行对应存储。

S240、判断目标地理边界在投影平面的第一投影边界是否包含所述目标树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界；其中，所述投影平面为水平面。

若是，执行S250；若否(所述第一投影边界与所述第二投影边界相交，或者所述第一投影边界被所述第二投影边界包含)，执行S260。

S250、将所述目标树索引作为筛选出的点云瓦片的树索引。

在本发明实施例中，可以从根树索引(0-0-0-0)开始遍历检索，可以结合目标地理边界在投影平面的第一投影边界与根树索引对应点云瓦片的地理边界在投影平面的第二投影边界进行检索，即根据x、y坐标进行检索，如果根树索引对应点云瓦片的地理边界在投影平面的第二投影边界22被包含到目标地理边界在投影平面的第一投影边界21内，如图2b所示，则该根树索引即为筛选出的点云瓦片的树索引。

S260、选择所述目标树索引的子节点树索引作为目标树索引。

在本发明实施例中，如果第一投影边界与所述第二投影边界相交，或者所述第一投影边界被所述第二投影边界包含，则选择目标树索引的子节点树索引。例如，如图2c所示，若根树索引(0-0-0-0)对应点云瓦片的地理边界在投影平面的第二投影边界22与第一投影边界21相交，也就是第二投影边界22没有在第一投影边界21内，则无法定位完兴趣区域的点云瓦片，需要继续检索，则开始遍历检索根树索引(0-0-0-0)的子节点树索引。

在本发明实施例中，可选的，第二投影边界，即根树索引(0-0-0-0)对应点云瓦片的地理边界在投影平面的投影边界包含第一投影边界，则无法确定目标地理边界之内的点云瓦片，需要继续检索，则开始遍历检索根树索引的子节点树索引。

S270、判断所述目标树索引是否为最低层级的树索引。

在本发明实施例中，可选的，如果根树索引(0-0-0-0)对应点云瓦片的地理边界没有包含在目标地理边界在投影平面的第一投影边界内，则以根树索引的子节点树索引作为目标树索引，继续检索该子节点树索引对应点云瓦片的地理边界在投影平面的投影边界是否在第一投影边界之内，直至筛选至最低层级的树索引，如果当前目标树索引不存在子节点树索引，则表示所述目标树索引为最低层级的树索引。

若是，执行S280，若否，返回S240。

S280、从最低层级的树索引中筛选点云瓦片的树索引，基于各个层级筛选出的点云瓦片的树索引，得到筛选出的点云瓦片的所有树索引。

在本发明实施例中，可选的，从最低层级的树索引中筛选点云瓦片的树索引满足的条件是：目标地理边界在投影平面的第一投影边界，被最低层级的树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界所包含，或者目标地理边界在投影平面的第一投影边界，与最低层级的树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界相交，或者目标地理边界在投影平面的第一投影边界，包含最低层级的树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界。并结合各个层级筛选出的点云瓦片的树索引，得到筛选出的点云瓦片的所有树索引，结束检索。

在本发明实施例中，可选的，图2d是将根树索引的子节点树索引作为目标树索引的示意图，即将各子节点树索引对应点云瓦片的地理边界在投影平面的投影边界作为第二投影边界22，如图2d所示，将子节点树索引作为目标树索引之后，子节点树索引(1-0-1-0)对应点云瓦片的地理边界在投影平面的第二投影边界22被包含到目标地理边界在投影平面的第一投影边界21内，因此可以将子节点树索引(1-0-1-0)作为筛选出的点云瓦片的树索引。但是子节点树索引(1-1-1-0)、子节点树索引(1-0-0-0-)与子节点树索引(1-1-0-0)对应点云瓦片的地理边界在投影平面的第二投影边界22与第一投影边界21相交，因而需要分别将子节点树索引(1-1-1-0)、子节点树索引(1-0-0-0-)和子节点树索引(1-1-0-0)的子节点树索引作为目标树索引，重复上述遍历检索操作，直至遍历至最低层级的树索引，从最低层级的树索引中筛选点云瓦片的树索引，基于各个层级筛选出的点云瓦片的树索引，得到筛选出的点云瓦片的所有树索引。

本发明实施例提供的技术方案，通过将选择的树索引作为目标树索引；若目标地理边界在投影平面的第一投影边界包含目标树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界，将目标树索引作为筛选出的点云瓦片的树索引；若第一投影边界与第二投影边界相交，或者第一投影边界被第二投影边界包含，选择目标树索引的子节点树索引；返回将选择的树索引作为目标树索引的操作，直至遍历至最低层级的树索引，从最低层级的树索引中筛选点云瓦片的树索引，基于各个层级筛选出的点云瓦片的树索引，得到筛选出的点云瓦片的所有树索引，可以通过目标地理边界与树索引对应的地理边界的关系确定满足检索条件的兴趣区域的点云瓦片的树索引。

图3a为本发明实施例提供的点云数据检索方法的流程图，在本发明实施例中，可选的，所述在得到筛选出的点云瓦片的树索引之后，还包括：基于所述目标地理边界的高度数据进行再次筛选；筛选出地理边界满足所述高度数据的点云瓦片，得到再次筛选出的点云瓦片的树索引。

如图3a所示，本发明实施例提供的技术方案包括：

S310、确定检索条件，其中，所述检索条件包括目标地理边界。

S320、确定与所述检索条件匹配的全局标识符，并作为目标全局标识符。

S330、在所述目标全局标识符对应的点云瓦片中，选择点云瓦片的树索引，并将选择的树索引作为目标树索引。

S340、判断目标地理边界在投影平面的第一投影边界是否包含所述目标树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界；其中，所述投影平面为水平面。

若是，执行S350；若否(所述第一投影边界与所述第二投影边界相交，或者所述第一投影边界被所述第二投影边界包含)，执行S360。

S350、将所述目标树索引作为筛选出的点云瓦片的树索引。

S360、选择所述目标树索引的子节点树索引作为目标树索引。

S370、判断所述目标树索引是否为最低层级的树索引。

若是，执行S380，若否，返回S340。

S380、从最低层级的树索引中筛选点云瓦片的树索引，基于各个层级筛选出的点云瓦片的树索引，得到筛选出的点云瓦片的所有树索引。

S390、基于所述目标地理边界的高度数据进行再次筛选。

在本发明实施例中，可选的，在得到筛选出的点云瓦片的所有树索引的基础上，可以根据需要选择是否对目标地理边界的高度数据，即对z坐标进行检索。

在本发明实施例中，目标地理边界的高度数据确定筛选高度边界，若根树索引对应点云瓦片的高度边界位于所述筛选高度边界之内，则将根树索引作为筛选出的点云瓦片的树索引。

在本发明实施例中，如图3b所示，根树索引(0-0-0-0)对应点云瓦片的高度边界32没有在目标地理边界确定的筛选高度边界31之内，则无法定位检索的点云瓦片，则需要继续检索，故从根树索引开始遍历检索根树索引的子节点树索引。

在本发明实施例中，可选的，将根树索引的子节点树索引作为目标树索引之后，如图3c所示，子节点树索引(1-1-0-1)对应点云瓦片的高度边界32位于目标地理边界的确定的筛选高度边界31之内，因此可以子节点树索引作为筛选出的点云瓦片的树索引。但是子节点树索引(1-0-0-1)对应点云瓦片的高度边界32并没有位于目标地理边界确定的筛选高度边界31之内，因而需要将子节点树索引(1-0-0-1)的子节点树索引作为目标树索引，重复上述遍历检索操作，直至所有子节点树索引对应点云瓦片的高度边界32在目标地理边界31确定的筛选高度边界之内，得到筛选出的点云瓦片的所有树索引。

S3901、筛选出地理边界满足所述高度数据的点云瓦片，得到再次筛选出的点云瓦片的树索引。

由此，通过基于所述目标地理边界的高度数据进行再次筛选，筛选出地理边界满足所述高度数据的点云瓦片，得到再次筛选出的点云瓦片的树索引，可以实现通过再次检索精确地得到满足高度数据要求的兴趣区域的点云数据。

图4为本发明实施例提供的点云数据检索方法的流程图，如图4所示，本发明实施例提供的技术方案包括如下步骤：

S410、将点云数据按照树结构进行分割，得到点云瓦片，并建立所述点云瓦片的树索引。

S420、将所述点云数据的地理边界、所述点云瓦片以及所述点云瓦片的树索引，与全局标识符进行对应存储。

S430、确定检索条件，其中，所述检索条件包括目标地理边界。

S440、查询与所述目标地理边界存在空间位置关联的关联地理边界，确定与所述关联地理边界对应的全局标识符，并作为目标全局标识符。

S450、在所述目标全局标识符对应的点云瓦片中，选择点云瓦片的树索引，并将选择的树索引作为目标树索引。

S460、判断目标地理边界在投影平面的第一投影边界是否包含所述目标树索引对应的云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界；其中，所述投影平面为水平面。

若是，执行S470；若否(所述第一投影边界与所述第二投影边界相交，或者所述第一投影边界被所述第二投影边界包含)，执行S480。

S470、将所述目标树索引作为筛选出的点云瓦片的树索引。

S480、选择所述目标树索引的子节点树索引作为目标树索引。

S490、判断所述目标树索引是否为最低层级的树索引。

若是，执行S4901，若否，返回S460。

S4901、从最低层级的树索引中筛选点云瓦片的树索引，基于各个层级筛选出的点云瓦片的树索引，得到筛选出的点云瓦片的所有树索引。

S4902、基于所述目标地理边界的高度数据进行再次筛选。

S4903、筛选出地理边界满足所述高度数据的点云瓦片，得到再次筛选出的点云瓦片的树索引。

S4904、将筛选出的点云瓦片进行可视化展示。

其中，各步骤的介绍详见上述实施例。

本发明实施例提供的技术方案还包括如下步骤：

1、存储单架次信息。

单架次信息包括全局唯一标识符、飞行高度、航向重叠度、旁向重叠度、飞行时间、航测区域边界等信息，将所有信息存储到空间数据库。

2、存储基于LOD和八叉树分割后的点云瓦片的树索引，以全局标识符隔离不同架次的点云数据。其中，单架次信息、点云瓦片以及点云瓦片的树索引可以存储达到分布式文件系统中，通过URL可以访问该系统。

(1)建立点云数据的地理边界空间索引。

图1b是点云数据的地理边界在水平坐标系的投影示意图，如图1b所示，x、y两条坐标轴为地理投影坐标系，属于平面坐标系。

将点云数据的地理边界的5个点投影成平面坐标后，存储并以全局唯一标识符建立索引。每一份具有地理边界的点云数据，都有一个全局唯一标识符与其边界一一对应：例如，边界1对应的全局唯一标识符为标识符1，边界2对应的全局唯一标识符为标识符2，以此类推。

(2)八叉树分块切割。

采用多分辨率八叉树的数据结构，将原始点云数据分布在八叉树各个节点上，生成特定分辨率如：128×128×4等的正方体点云瓦片。

(3)建立点云瓦片树索引。

将点云瓦片按照d-x-y-z的规则建立索引，d代表八叉树的深度，x代表三维空间横轴坐标，y代表三维空间竖轴坐标，z代表三维空间高度坐标。

将点云数据的地理边界、所有的点云瓦片及其索引，通过点云全局唯一标识符存储起来，其中每一点云瓦片独立进行存储。

3、确定检索条件。

(1)通过目标地理边界检索相关点云数据。

查询与目标地理边界存在空间位置关联的关联地理边界，确定与关联地理边界对应的全局标识符，得到包含、相交和被包含的点云数据。根据特定可视化或者应用需求，按需筛选该三类点云数据。

(2)通过点云数据的采集时间，点云数据的归属者以及获取点云数据的飞行高度等属性进行点云数据筛选。

4、对架次点云数据进行检索，检索与目标地理边界相交、包含与被包含的点云瓦片的树索引。

(1)通过目标地理边界检索点云瓦片，在上一步检索，得到了符合目标区域的点云数据，但只是一个粗略范围数据。因此，在这些一次检索而得的点云数据中，逐个进行二次检索。

从根树索引(0-0-0-0)开始遍历检索，若目标地理边界在投影平面的第一投影边界包含目标树索引对应的点云瓦片的地理边界在投影平面的第二投影边界，将目标树索引作为筛选出的点云瓦片的树索引；其中，投影平面为水平面；若第一投影边界与第二投影边界相交，或者第一投影边界被第二投影边界包含，选择目标树索引的子节点树索引；返回将选择的树索引作为目标树索引的操作，直至遍历至最低层级的树索引，从最低层级的树索引中筛选点云瓦片的树索引，基于各个层级筛选出的点云瓦片的树索引，得到筛选出的点云瓦片的所有树索引。

(2)基于目标地理边界的高度数据进行再次筛选；筛选出地理边界满足高度数据的点云瓦片，得到再次筛选出的点云瓦片的树索引。

(3)如此循环，对每一个节点的所有云瓦片进行判断检索，得出目标点云瓦片的树索引。

相关技术中，航空摄影测量后产生的数据成果中，原始点云一般为单个大文件，大小高达1GB，点数量往往超过一亿个。在此基础上，现行的通用方法是采用八叉树对单个大点云文件，进行分块切割并建立索引，然后存储到云端以供可视化展示和各类应用的检索。

由于原始点云过大，对于网页、移动端App以及电脑客户端软件的可视化展示，难以达到快速、低性能消耗、流畅的效果。而基于八叉树的切割分块，其构建的索引为局部的坐标系，不能实现重叠区域的点云合并、全球跨点云的可视化以及检索。难以灵活可视化全球地理空间内的点云，对于感兴趣区域的点云检索难度大，且费时。

本发明实施例提供的技术方案，通过存储单架次信息，存储基于LOD和八叉树分割后的点云瓦片的树索引，以全局唯一标识符隔离不同架次的点云数据，确定检索条件，对架次点云数据进行检索，检索与目标地理边界相交、包含与被包含的点云瓦片的树索引，检索条件丰富，满足平面关系、高程区间关系、点云元数据属性等。多份点云数据的索引存储独立，通过条件检索解决了同一区域重复航测的合并判断等问题。达到了海量点云的快速、准确检索，可以满足低性能消耗的点云可视化和应用化。

图5是本发明实施例提供的一种点云数据检索装置结构示意图，所述装置配置于服务器等电子设备中，如图5所示，该装置包括：第一确定模块510、第二确定模块520和筛选模块530。

其中，第一确定模块510，用于确定检索条件，其中，所述检索条件包括目标地理边界；第二确定模块520，用于确定与所述检索条件匹配的全局标识符，并作为目标全局标识符；筛选模块530，用于在所述目标全局标识符对应的点云瓦片中，按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片，得到筛选出的点云瓦片的树索引；其中，所述点云瓦片通过将点云数据按照树结构进行分割而得到；所述点云数据的地理边界、所述点云瓦片以及所述点云瓦片的树索引，与全局标识符对应存储。

在一个示例性的实施方式中，所述在所述目标全局标识符对应的点云瓦片中，按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出在所述目标地理边界之内的点云瓦片，包括：确定与所述目标全局标识符对应的点云瓦片的树索引列表；确定与所述树索引列表中每个树索引对应的点云瓦片的地理边界；按照树索引的层级关系基于所述点云瓦片的地理边界，逐层筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片。

在一个示例性的实施方式中，所述按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片，得到筛选出的点云瓦片的树索引，包括：选择点云瓦片的树索引，并将选择的树索引作为目标树索引；若目标地理边界在投影平面的第一投影边界包含所述目标树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界，将所述目标树索引作为筛选出的点云瓦片的树索引；其中，所述投影平面为水平面；若所述第一投影边界与所述第二投影边界相交，或者所述第一投影边界被所述第二投影边界包含，选择所述目标树索引的子节点树索引；返回将选择的树索引作为目标树索引的操作，直至遍历至最低层级的树索引，从最低层级的树索引中筛选点云瓦片的树索引，基于各个层级筛选出的点云瓦片的树索引，得到筛选出的点云瓦片的所有树索引；其中，目标地理边界在投影平面的第一投影边界，被最低层级的树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界所包含，或者目标地理边界在投影平面的第一投影边界，与最低层级的树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界相交，或者目标地理边界在投影平面的第一投影边界，包含最低层级的树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界。

在一个示例性的实施方式中，所述装置还包括高度筛选模块，用于基于所述目标地理边界的高度数据进行再次筛选；筛选出地理边界满足所述高度数据的点云瓦片，得到再次筛选出的点云瓦片的树索引。

在一个示例性的实施方式中，所述确定与所述检索条件匹配的全局标识符，包括：查询与所述目标地理边界存在空间位置关联的关联地理边界，确定与所述关联地理边界对应的全局标识符。

在一个示例性的实施方式中，所述检索条件还包括点云数据的属性信息；相应的，所述确定与所述检索条件匹配的全局标识符，包括：查询与所述点云数据的属性信息对应的全局标识符，并作为中间全局标识符；在所述中间全局标识符对应的地理边界中，查询与所述目标地理边界存在空间位置关联的关联地理边界，确定所述关联地理边界对应的全局标识符。

在一个示例性的实施方式中，所述点云数据的属性信息包括如下至少之一：所述点云数据的采集时间，所述点云数据的归属者以及获取所述点云数据的飞行高度。

在一个示例性的实施方式中，所述装置还包括展示模块，用于将筛选出的点云瓦片进行可视化展示。

上述实施例所提供的装置可执行本发明任意实施例所提供的点云数据检索方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

图6是本发明实施例提供的一种点云数据检索设备结构示意图，如图6所示，该设备包括：

一个或多个处理器610，图6中以一个处理器610为例；

存储器620；

所述设备还可以包括：输入装置630和输出装置640。

所述设备中的处理器610、存储器620、输入装置630和输出装置640可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。

存储器620作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的一种点云数据检索方法对应的程序指令/模块(例如，附图5所示的第一确定模块510、第二确定模块520和筛选模块530)。处理器610通过运行存储在存储器620中的软件程序、指令以及模块，从而执行计算机设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的一种点云数据检索方法，即：

确定检索条件，其中，所述检索条件包括目标地理边界；

确定与所述检索条件匹配的全局标识符，并作为目标全局标识符；

在所述目标全局标识符对应的点云瓦片中，按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片，得到筛选出的点云瓦片的树索引；其中，所述点云瓦片通过将点云数据按照树结构进行分割而得到；所述点云数据的地理边界、所述点云瓦片以及所述点云瓦片的树索引，与全局标识符对应存储。

存储器620可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器620可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态性固态存储器件。在一些实施例中，存储器620可选包括相对于处理器610远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至终端设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置630可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与计算机设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置640可包括显示屏等显示设备。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例提供的一种点云数据检索方法，也即：

确定检索条件，其中，所述检索条件包括目标地理边界；

确定与所述检索条件匹配的全局标识符，并作为目标全局标识符；

在所述目标全局标识符对应的点云瓦片中，按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片，得到筛选出的点云瓦片的树索引；其中，所述点云瓦片通过将点云数据按照树结构进行分割而得到；所述点云数据的地理边界、所述点云瓦片以及所述点云瓦片的树索引，与全局标识符对应存储。

可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种点云数据检索方法，其特征在于，包括：

确定检索条件，其中，所述检索条件包括目标地理边界；

确定与所述检索条件匹配的全局标识符，并作为目标全局标识符；

在所述目标全局标识符对应的点云瓦片中，按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片，得到筛选出的点云瓦片的树索引；其中，所述点云瓦片通过将点云数据按照树结构进行分割而得到；所述点云数据的地理边界、所述点云瓦片以及所述点云瓦片的树索引，与全局标识符对应存储。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述目标全局标识符对应的点云瓦片中，按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片，包括：

确定与所述目标全局标识符对应的点云瓦片的树索引列表；

确定与所述树索引列表中每个树索引对应的点云瓦片的地理边界；

按照树索引的层级关系基于所述点云瓦片的地理边界，逐层筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片，得到筛选出的点云瓦片的树索引，包括：

选择点云瓦片的树索引，并将选择的树索引作为目标树索引；

若目标地理边界在投影平面的第一投影边界包含所述目标树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界，将所述目标树索引作为筛选出的点云瓦片的树索引；其中，所述投影平面为水平面；

若所述第一投影边界与所述第二投影边界相交，或者所述第一投影边界被所述第二投影边界包含，选择所述目标树索引的子节点树索引；

返回将选择的树索引作为目标树索引的操作，直至遍历至最低层级的树索引，从最低层级的树索引中筛选点云瓦片的树索引，基于各个层级筛选出的点云瓦片的树索引，得到筛选出的点云瓦片的所有树索引；其中，目标地理边界在投影平面的第一投影边界，被最低层级的树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界所包含，或者目标地理边界在投影平面的第一投影边界，与最低层级的树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界相交，或者目标地理边界在投影平面的第一投影边界，包含最低层级的树索引对应的点云瓦片的地理边界在所述投影平面的第二投影边界。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在得到筛选出的点云瓦片的树索引之后，还包括：

基于所述目标地理边界的高度数据进行再次筛选；

筛选出地理边界满足所述高度数据的点云瓦片，得到再次筛选出的点云瓦片的树索引。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述确定与所述检索条件匹配的全局标识符，包括：

查询与所述目标地理边界存在空间位置关联的关联地理边界，确定与所述关联地理边界对应的全局标识符。

6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述检索条件还包括点云数据的属性信息；

相应的，所述确定与所述检索条件匹配的全局标识符，包括：

查询与所述点云数据的属性信息对应的全局标识符，并作为中间全局标识符；

在所述中间全局标识符对应的地理边界中，查询与所述目标地理边界存在空间位置关联的关联地理边界，确定所述关联地理边界对应的全局标识符。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述点云数据的属性信息包括如下至少之一：

所述点云数据的采集时间，所述点云数据的归属者以及获取所述点云数据的飞行高度。

8.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

将筛选出的点云瓦片进行可视化展示。

9.一种点云数据检索装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于确定检索条件，其中，所述检索条件包括目标地理边界；

第二确定模块，用于确定与所述检索条件匹配的全局标识符，并作为目标全局标识符；

筛选模块，用于在所述目标全局标识符对应的点云瓦片中，按照点云瓦片的树索引逐层级筛选出与所述目标地理边界关联的点云瓦片，得到筛选出的点云瓦片的树索引；其中，所述点云瓦片通过将点云数据按照树结构进行分割而得到；所述点云数据的地理边界、所述点云瓦片以及所述点云瓦片的树索引，与全局标识符对应存储。

10.一种点云数据检索设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-8任一项所述的方法。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的方法。

Images