無人機(jī)攝影測(cè)量點(diǎn)云分類方法與技巧解析

如何對(duì)無人機(jī)攝影測(cè)量點(diǎn)云進(jìn)行分類

難點(diǎn)1

--噪點(diǎn)很多

--方法：

-“分類/表面點(diǎn)”去除噪點(diǎn)并保留局部表面點(diǎn)

-“工具/平滑點(diǎn)”與“平滑XYZ”平滑表面

難點(diǎn)2

--高點(diǎn)密度使算法運(yùn)行緩慢

--方法：

-抽稀點(diǎn)將大多數(shù)點(diǎn)停用為不必要的密度等級(jí)

-使用剩余的活動(dòng)點(diǎn)運(yùn)行分類步驟

-對(duì)活動(dòng)點(diǎn)進(jìn)行分類后，從最近的活動(dòng)分類點(diǎn)復(fù)制分類并分組分配到不必要的密度點(diǎn)

Terrasolid開發(fā)了一種新方法，該方法在計(jì)算距離屬性時(shí)包括植被指數(shù)信息。

植被指數(shù)將攝影測(cè)量點(diǎn)云中的植被點(diǎn)與地面點(diǎn)區(qū)分開來。TerraScan中實(shí)施的新處理策略克

服了經(jīng)典地面分類算法的局限性，為處理基于無人機(jī)的攝影測(cè)量點(diǎn)云提供了新的解決方案。

利用植被指數(shù)改進(jìn)地面分類與傳統(tǒng)方法相比，TerraScan中的其他處理步驟包括：

1、計(jì)算每個(gè)點(diǎn)的植被指數(shù)距離

點(diǎn)的植被指數(shù)值與極限的差異程度

2、平滑距離值

通過平均附近區(qū)域內(nèi)的值來降低噪音

3、在地面分類例程中使用距離評(píng)級(jí)

植被點(diǎn)不太可能包含在生成的地面類中

處理流程：

1、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

2、按位置排序點(diǎn)

-提高計(jì)算效率

3、分類和刪除隔離點(diǎn)

-對(duì)表面點(diǎn)進(jìn)行分類

-減少噪音

4、平滑點(diǎn)

-減少點(diǎn)對(duì)點(diǎn)噪音

5、抽稀點(diǎn)

-減少點(diǎn)數(shù)，提高處理效率

6、對(duì)硬表面進(jìn)行分類

7、對(duì)潛在地表點(diǎn)進(jìn)行分類

算法介紹：

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排序——排序命令根據(jù)所選屬性對(duì)加載的激光點(diǎn)進(jìn)行排序。

按xy的位置——通過增加xy位置按地理順序?qū)c(diǎn)進(jìn)行排序。對(duì)于依賴點(diǎn)云中點(diǎn)之間的幾何

條件的過程，這是建議的順序。特別是對(duì)于攝影測(cè)量點(diǎn)云，強(qiáng)烈建議使用此順序，以加快許

多自動(dòng)化過程。

表面點(diǎn)——表面點(diǎn)算法對(duì)適合局部平滑表面的點(diǎn)進(jìn)行分類。它對(duì)任何方向的平面表面上的

點(diǎn)以及圓角表面上的點(diǎn)進(jìn)行分類。該算法可用作噪聲點(diǎn)云（如攝影測(cè)量點(diǎn)云）中地面、建筑

物屋頂或墻壁分類的預(yù)分類。

對(duì)表面點(diǎn)進(jìn)行分類后，在運(yùn)行其他分類算法之前，使用xyz方法對(duì)點(diǎn)進(jìn)行平滑處理可能會(huì)很

有用。

平滑點(diǎn)——平滑點(diǎn)命令可用于平滑激光點(diǎn)的屬性。

平滑點(diǎn)命令可用于平滑激光點(diǎn)的屬性。這些點(diǎn)根據(jù)其最近的鄰點(diǎn)進(jìn)行修改。這導(dǎo)致點(diǎn)云的外

觀更加均勻?？梢詰?yīng)用以下方法：

?Xyz曲面-3D平滑過程，使用25-30個(gè)相鄰點(diǎn)來擬合2度曲面，在XYZ中將點(diǎn)移動(dòng)到

更靠近此擬合曲面的位置，垂直曲面上的點(diǎn)沿XY方向平滑，水平曲面上的點(diǎn)沿Z方向平

滑。

抽稀點(diǎn)——細(xì)點(diǎn)命令通過刪除一些彼此靠近的點(diǎn)或細(xì)化給定大小的網(wǎng)格像元來減少不必要

的點(diǎn)密度。

硬表面點(diǎn)——硬表面例程通過迭代創(chuàng)建三角化表面模型來對(duì)地面點(diǎn)進(jìn)行分類。該例程對(duì)主要中間表面點(diǎn)進(jìn)行分類。它最適合在移動(dòng)激光數(shù)據(jù)集和主要存在硬地面表面（例如鋪砌道路或其他區(qū)域）的數(shù)據(jù)集中對(duì)地面進(jìn)行分類。要在大部分地面位于自然地形的機(jī)載數(shù)據(jù)集中對(duì)地面進(jìn)行分類，請(qǐng)使用地面例程而不是硬表面例程。如果需要對(duì)自然地形和鋪砌區(qū)域進(jìn)行分類，則可能需要在自然/鋪砌區(qū)域周圍繪制面，以便將面內(nèi)的例程應(yīng)用于其他例程，并對(duì)其余數(shù)據(jù)應(yīng)用其他例程。

與地面點(diǎn)算法相比，硬表面例程對(duì)點(diǎn)云中的低誤差點(diǎn)不敏感。因此，在使用此例程對(duì)地面進(jìn)行分類之前，無需運(yùn)行任何低點(diǎn)分類。

硬表面例程渴望對(duì)形成局部平面的點(diǎn)進(jìn)行分類。例程設(shè)置中給出的平面容差決定了點(diǎn)必須與平面的擬合優(yōu)度。這是控制將多少個(gè)點(diǎn)分類到地面類中的主要參數(shù)。

計(jì)算距離——內(nèi)置植被指數(shù)歸一化和視覺波段差異。這需要為點(diǎn)存儲(chǔ)真彩色（視覺波段差）和額外的紅外顏色信息（歸一化差值）。距離值表示點(diǎn)屬于植被（較大的正值）或不屬于植被（較大的負(fù)值）的可能性。距離值的范圍介于-1和+1之間。植被指數(shù)距離值可以支持?jǐn)z影測(cè)量點(diǎn)云的地面分類。

平滑點(diǎn)算法：

距離-具有給定數(shù)量的相鄰點(diǎn)的每個(gè)點(diǎn)的平均距離值。這對(duì)于減少?gòu)念伾畔⑴缮闹脖?span style="text-indent:2em;">指數(shù)值的噪聲可能很有用。因此，結(jié)果更多地表示噪聲較少的區(qū)域的真實(shí)植被模式。這也可以改善攝影測(cè)量點(diǎn)云中的地面分類，因?yàn)樗梢缘玫骄嚯x值的支持。?

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“分配組”--命令將組編號(hào)分配給一個(gè)或多個(gè)類的點(diǎn)。分組基于不同的方法完成，例如平面

擬合、分水嶺算法或點(diǎn)之間的3D間距。

組分配依賴于與地面值的距離和法線矢量信息。在啟動(dòng)命令之前，必須為點(diǎn)計(jì)算兩者。對(duì)加載點(diǎn)使用“計(jì)算距離”命令或“計(jì)算距離”宏操作并設(shè)置“比較=地面”來計(jì)算距離值。對(duì)加載點(diǎn)使用“計(jì)算法線向量”命令或“計(jì)算法線向量”宏操作來計(jì)算法線向量方向。組號(hào)可用于點(diǎn)的可視化和點(diǎn)分類。有各種依賴于分組的自動(dòng)分類例程。群組工具箱中的工具可用于手動(dòng)操作群組。

通過最佳匹配——根據(jù)對(duì)象類型將點(diǎn)組分類為多個(gè)類。對(duì)于每個(gè)組，例程測(cè)試該組表示對(duì)象（如建筑物屋頂、墻壁、樹木、桿子等）的概率。該組被歸類為獲得最高概率的對(duì)象。

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應(yīng)用“鄰近點(diǎn)”算法時(shí)，以便使用臨時(shí)點(diǎn)類中的點(diǎn)使對(duì)象類增密化

“從最近的點(diǎn)復(fù)制”--會(huì)將組編號(hào)分配給尚未具有組分配的點(diǎn)（非編組點(diǎn)）。它從給定類中最近的分組點(diǎn)復(fù)制組號(hào)。

復(fù)制組號(hào)對(duì)非常密集的點(diǎn)云的組分配和分類可能很有用。

攝影測(cè)量點(diǎn)云地面分類匯總

1、按 XY 位置排序點(diǎn)

2、對(duì)主要表面進(jìn)行分類

3、在步驟 2 中找到的表面點(diǎn)的平滑 XYZ。

4、按密度抽稀步驟 2 中找到的表面點(diǎn)，將中心點(diǎn)保持在合理的 xy 和 z 距離內(nèi)（取決于數(shù)據(jù)中的噪聲水平）。曲面類中的其余點(diǎn)現(xiàn)在表示更干凈的曲面。

5、如果顏色信息有噪點(diǎn)，對(duì)完全白色的點(diǎn)進(jìn)行分類。

6、從步驟 4 之后保留在曲面類中的點(diǎn)對(duì)硬曲面進(jìn)行分類。使用允許曲面上某些點(diǎn)變化的平面度容差。

7、 使用視覺波段差（RGB 可用）或歸一化植被指數(shù)（RGB + 紅外可用）計(jì)算在步驟 6 中找到的硬表面點(diǎn)的距離。您可以通過按植被指數(shù)顯示品脫云并使用極限設(shè)置來檢查良好的極限值。

8、平滑距離，以減少?gòu)念伾畔⒌贸龅闹脖恢笖?shù)值中的噪聲

9、如上所述，對(duì)地面進(jìn)行分類并利用使用距離作為評(píng)級(jí)設(shè)置。

審核編輯：黃飛

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