1.一种变电站三维实景模型建立方法,其特征在于,包括:
(1)获取变电站原始点云数据;
(2)对变电站原始点云数据进行预处理;
(3)采用高程阈值分割算法将经过预处理的变电站点云数据划分为带有噪声点的设备点云和地面点云;
(4)采用二维子空间密度差值分割法从带有噪声点的设备点云中提取出设备点云,同时采用一维子空间密度差值对地面点云进行抽稀;
(5)采用提取出的设备点云和经过抽稀的地面点云建立变电站三维实景模型。
2.如权利要求1所述的变电站三维实景模型建立方法,其特征在于,在步骤(1)中,通过三维激光雷达扫描得到变电站原始点云数据。
3.如权利要求1所述的变电站三维实景模型建立方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述预处理包括飞点去除和点云数据精简。
4.如权利要求1所述的变电站三维实景模型建立方法,其特征在于,步骤(3)包括步骤:
(3a)基于经过预处理的变电站原始点云数据,确定初始点云空间m0:
其中,(x,y,z)为任意一个点云的空间坐标值;xmin、xmax、ymin、ymax、zmin和zmax表示初始点云空间在x、y、z三个方向上的边界;
(3b)采用划分尺度dx沿x轴将初始点云空间划分成n个子空间:
式中,|xmax-xmin|表示求取不大于(xmax-xmin)的最大整数;
(3c)统计每个子空间mi(i=1,2,….,n)中的点与最低点的高程差δi,以δi作为特征值,其中δi=zi-zmin;
(3d)将特征值δi与设定的特征阈值δ0进行比较,若δi≤δ0,则该点为地面点云,否则为带有噪声点的设备点云。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的变电站三维实景模型建立方法,其特征在于,在步骤(4)中,采用二维子空间密度差值分割法从带有噪声点的设备点云中提取出设备点云包括步骤:
(4a)将带有噪声点的设备点云投影至xoy平面获得设备点云的第一初始空间ms10,对其进行边界定位,采用划分尺度dsx,dsy,分别沿x,y轴将第一初始空间ms10划分成m×n个第一子空间ms1i,j,其中i=1,2……m,j=1,2……n:
其中xs1min、xs1max、ys1min、ys1max表示第一初始空间ms10在x、y方向上的边界;
(4b)统计每个第一子空间ms1i,j的点云数量值c1i,j,以c1i,j作为该第一子空间的第一特征值;
(4c)将第一特征值c1i,j与第一设定阈值c10进行比较,若c1i,j≥c10则将该点作为设备点,否则将该点作为噪声点,予以去除;
(4d)将上一步所得的所有设备点构成的设备点云作为第二初始空间ms20,采用划分尺度dy,dz分别沿y,z轴将第二初始空间ms20划分成p×q个第二子空间ms2i,j,其中i=1,2……p,j=1,2……q:
(4e)统计每个第二子空间ms2i,j的点云数量值c2i,j,以c2i,j作为该第二子空间的第二特征值;
(4f)将第二特征值c2i,j与第二设定阈值c20进行比较,若c2i,j≥c20则将该点作为设备点予以提取保留,否则将该点作为噪声点,予以去除。
6.如权利要求1所述的变电站三维实景模型建立方法,其特征在于,在步骤(4)中,采用一维子空间密度差值对地面点云进行抽稀包括步骤:
(i)将地面点云投影至xoy平面获得地面点云的初始空间md0,对其进行边界定位,采用划分尺度ddx,ddy,分别沿x,y轴将初始空间md0划分成m×n个地面点云子空间mdi,j,其中i=1,2……m,j=1,2……n:
其中xdmin、xdmax、ydmin、ydmax表示地面点云的初始空间md0在x、y方向上的边界;
(ii)统计每个地面点云子空间mdi,j的点云数量值cdi,j,以cdi,j作为该地面点云子空间的特征值;
(iii)将地面点云子空间的特征值cdi,j与设定的抽稀阈值c1进行比较,若cdi,j≤c1则将该点保留,否则将该点去除。
7.一种用于变电站三维实景模型建立的系统,其特征在于,所述系统包括处理模块,所述处理模块基于获取的变电站原始点云数据进行下述操作:
(1)对变电站原始点云数据进行预处理;
(2)采用高程阈值分割算法将经过预处理的变电站点云数据划分为带有噪声点的设备点云和地面点云;
(3)采用二维子空间密度差值分割法从带有噪声点的设备点云中提取出设备点云,同时采用一维子空间密度差值对地面点云进行抽稀;
(4)采用提取出的设备点云和经过抽稀的地面点云建立变电站三维实景模型。
8.如权利要求7所述的系统,其特征在于,还包括三维激光雷达,其通过扫描获得变电站原始点云数据,并将该变电站原始点云数据传输到所述处理模块。
9.如权利要求7所述的系统,其特征在于,步骤(2)进一步包括:
(2a)基于经过预处理的变电站原始点云数据,确定初始点云空间m0:
其中,(x,y,z)为任意一个点云的空间坐标值;xmin、xmax、ymin、ymax、zmin和zmax表示初始点云空间在x、y、z三个方向上的边界;
(2b)采用划分尺度dx沿x轴将初始点云空间划分成n个子空间:
式中,|xmax-xmin|表示求取不大于(xmax-xmin)的最大整数;
(2c)统计每个子空间mi(i=1,2,….,n)中的点与最低点的高程差δi,以δi作为特征值,其中δi=zi-zmin;
(2d)将特征值δi与设定的特征阈值δ0进行比较,若δi≤δ0,则该点z为地面点云,否则为带有噪声点的设备点云。
10.如权利要求7-9中任意一项所述的系统,其特征在于,采用二维子空间密度差值分割法从带有噪声点的设备点云中提取出设备点云进一步包括:
(3a)将带有噪声点的设备点云投影至xoy平面获得设备点云的第一初始空间ms10,对其进行边界定位,采用划分尺度dsx,dsy,分别沿x,y轴将第一初始空间ms10划分成m×n个第一子空间ms1i,j,其中i=1,2……m,j=1,2……n:
其中xs1min、xs1max、ys1min、ys1max表示第一初始空间ms10在x、y方向上的边界;
(3b)统计每个第一子空间ms1i,j的点云数量值c1i,j,以c1i,j作为该第一子空间的第一特征值;
(3c)将第一特征值c1i,j与第一设定阈值c10进行比较,若c1i,j≥c10则将该点作为设备点,否则将该点作为噪声点,予以去除;
(3d)将上一步所得的所有设备点构成的设备点云作为第二初始空间ms20,采用划分尺度dy,dz分别沿y,z轴将第二初始空间ms20划分成p×q个第二子空间ms2i,j,其中i=1,2……p,j=1,2……q:
(3e)统计每个第二子空间ms2i,j的点云数量值c2i,j,以c2i,j作为该第二子空间的第二特征值;
(3f)将第二特征值c2i,j与第二设定阈值c20进行比较,若c2i,j≥c20则将该点作为设备点予以提取保留,否则将该点作为噪声点,予以去除,采用一维子空间密度差值对地面点云进行抽稀进一步包括:
(i)将地面点云投影至xoy平面获得地面点云的初始空间md0,对其进行边界定位,采用划分尺度ddx,ddy,分别沿x,y轴将初始空间md0划分成m×n个地面点云子空间mdi,j,其中i=1,2……m,j=1,2……n:
其中xdmin、xdmax、ydmin、ydmax表示地面点云的初始空间md0在x、y方向上的边界;
(ii)统计每个地面点云子空间mdi,j的点云数量值cdi,j,以cdi,j作为该地面点云子空间的特征值;
(iii)将地面点云子空间的特征值cdi,j与设定的抽稀阈值c1进行比较,若cdi,j≤c1则将该点保留,否则将该点去除。