文档介绍：第 42卷第 22期人民长江 ,

2011年 11月 Yangtze River Nov., 2011
文章编号:1001-4179(2011)22-0092-04
基于 TIN的 LiDAR地面点云数据简化方法研究
黄超,李书
(水利部长江勘测技术研究所,湖北武汉 430011)
摘要:机载 LiDAR点云数据的简化虽属数据辅助处理的范畴,但对提高庞大点云数据后处理效率起着重要作
用。将 TIN迭代加密方法引入机载 LiDAR地面点云数据简化中;对平坦地形直接简化,对复杂地形则提取山
谷线、山脊线,将获得的特征点作为种子点加入 TIN加密迭代简化方法中。实验证明,该方法能够在保证数据
精度的前提下,简化点云数据。
关键词:LiDAR;TIN;点云数据简化;数据处理
中图法分类号:TP391 文献标志码:A
机载 LiDAR为快速获得高精度高密度的三维地云数据。与前者相比,虽然此方法操作较为复杂,但由
表地形数据提供了一种新的测量手段,然而,对于实际于其能更精确地表示地表形态,尤其当地形中包含大
工程应用来说,在多数情况下并不需要如此庞大的数量特征时,该方法能更好地顾及这些特征从而能更精
据就能满足生产实际的要求,同时处理这些庞大离散确合理地表达地表形态。因此,利用 TIN直接重建地
的点云数据,给数据后处理带来了极大的挑战。因此, 表模型进行数据处理已经被很多学者采用。
如何简化地面点云数据,用少量的点精确表征地形特在机载 LiDAR数据处理中,TIN迭代加密方法最
征,降低数据存储和后处理的难度,具有重要的实际价广泛的应用是在点云滤波处理中。点云滤波的目的是
值。传统散乱点云数据简化处理方法的研究,主要集滤除非地面点、滤出地面点,这是从点云中获取 DEM
中于通过地面 LiDAR测量技术采集并重建实体对象的关键,滤波的方法以 Axelsson提出的基于 TIN的单
的逆向工程领域,在机载 LiDAR领域则相对较少。由向迭代加密最为成熟[7],但是该方法也存在着不足之
于测量方法的不同,不能直接采用地面 LiDAR点云简处:在迭代的过程中,对于复杂区域,特别是具有陡峭
化方法,必须重点考虑两个问题:①如何防止地形特的斜坡、交通设施较多等地形,由于阈值条件的针对
征信息的丢失,地形特征的保留是保证地面点云数据性,会出现一些真实的地形点(比如陡坡转角上的边
简化质量的关键因素;②如何满足制图精度要求,根缘点)始终都不能满足添加到三角网的阈值条件,常
据制图比例尺的要求控制冗余点的删减程度。常造成被漏选[8]。从简化的目的考虑上述问题,漏选
的转角点恰好大都是地形特征点,可将 TIN迭代加密
1 TIN迭代加密方法
滤波方法引入地面点云简化中。基于 TIN迭代加密简
现有的点云简化方法根据数据组织的方式可以归化方法与 Boissonnat等提出的基于 TIN的由粗至精的
纳为两种:一种是基于规则格网[1-3],即采用规则格网点云精简方法原理上相近,业界主流软件 Terrasolid中
组织点云数据,通过对格网单元进行分析,采用一定准提取模型关键点也同样采用这一方法,这些均属于渐
则进行简化,这些方法对于分布均匀的点云数据能够进细化法