(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221072496 5.X (22)申请日 2022.06.24 (71)申请人 滁州学院 地址 239000 安徽省滁州市会峰西路1号 （会峰校区） (72)发明人 李鹏　王延霞　聂士海　涂晋升　 王梦柯　宋佳　 (74)专利代理 机构 合肥超通知识产权代理事务 所(普通合伙) 3413 6 专利代理师 龚存云 (51)Int.Cl. G06T 7/521(2017.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/762(2022.01) G06V 10/764(2022.01) (54)发明名称 一种激光 点云城市典型地物要素提取方法 (57)摘要 本发明公开了一种激光点云城市典型地物 要素提取方法， 包括以下步骤： 步骤1、 获取城市 激光点云数据； 步骤2、 计算城每个点的特征值和 法向量； 步骤3、 分离地面点与非地面点； 步骤4、 从地面点中提取道路要素点； 步骤5、 从非地面点 中提取建筑物要素点和行道树要素点。 本发明针 对移动激光点云数据， 利用道路、 行道树和建筑 物三种典型地物要素在空间分布 规律、 几何特征 等差异性， 提出了一套完整的城市三大典型地物 要素提取方法， 可以为城市规划、 道路变更、 城市 设计等提供实时精准的基础数据以及辅助决策。 权利要求书2页 说明书7页 附图6页 CN 115018897 A 2022.09.06 CN 115018897 A 1.一种激光点云城市典型地物要素提取方法， 其特征在于， 用于从城市激光点云数据 中提取道路要素点、 行道树要素点、 建筑物要素点， 包括以下步骤： 步骤1、 获取城市激光 点云数据； 步骤2、 计算城市激光 点云数据中每 个点的特 征值和法向量； 步骤3、 分离地 面点与非地 面点： 从城市激光点云数据中选取其中一个点作为种子点， 并确定所述种子点的领域点， 根 据种子点与其领域 点夹角大小从领域 点中得到地 面点； 从城市激光点云数据中不断遍历更新种子点及其领域点， 由此通过区域增长遍历方式 得到所有地面点， 从而从城市激光点云数据中分离出地面点， 分离地面点后其余点为非地 面点； 步骤4、 从地 面点中提取道路要素点： 根据步骤3得到的地面点对应的特征值， 计算每个地面点的平面度， 将每个地面点的平 面度与平面度阈值进行比较， 当某个地面点的平面度大于或等于平面度阈值时， 则确定该 地面点为道路要素点， 当某个地面点的平面度小于平面度阈值时则剔除该地面点， 由此得 到城市激光 点云数据中的道路要素点； 步骤5、 从非地 面点中提取建筑物要素点和行道树要素点， 过程如下： 首先采用聚类算法， 将非地 面点聚类合并为多个点簇； 然后基于每个点簇中各个点的法向量， 计算得到该点簇的平均法向夹角， 将每个点簇 的平均法向夹角与角度阈值进 行比较， 当某个点簇的平均法向夹角大于角度阈值时则判断 该点簇为规则地物点簇， 当某个点簇的平均法向夹角小于或等于角度阈值时则判断该点簇 为不规则地物点簇； 接着对每个不规则地物点簇按体素结构从下至上进行识别， 从中得到行道树要素点 簇， 行道树要素点簇中包 含的点即为行道树要素点； 并且， 对每个规则地物点簇按点簇空间范围进行识别， 从中得到建筑物要素点簇， 建筑 物要素点簇中包 含的点即为建筑物要素点。 2.根据权利要求1所述的一种激光点云城市典型地物要素提取方法， 其特征在于， 步骤 1中， 获取城市激光点云数据后， 基于统计模型对城市激光点云数据进行粗差剔除， 以剔除 其中具有粗差的点。 3.根据权利要求1所述的一种激光点云城市典型地物要素提取方法， 其特征在于， 步骤 2中， 对每 个点构建协方差矩阵， 基于协方差矩阵计算得到每 个点的特 征值和法向量。 4.根据权利要求1所述的一种激光点云城市典型地物要素提取方法， 其特征在于， 步骤 3中， 基于每 个点的曲率 值从城市激光 点云数据中选取种子点。 5.根据权利要求1所述的一种激光点云城市典型地物要素提取方法， 其特征在于， 步骤 3中遍历更新种子点时， 基于曲率 值从上一次种子点确定的地 面点中得到新的种子点。 6.根据权利要求1所述的一种激光点云城市典型地物要素提取方法， 其特征在于， 步骤 5中对每个不规则地物点簇进 行识别时， 首先将不规则地物 点簇各层进 行体素化， 对每层体 素进行聚类分析以求出每层体素的每一类的边界， 比对相邻两层的类在横截面上是否重 合， 若相邻两层的类在横截面上 出现交集， 则判断该相邻两层属于同一 地物； 接着， 对属于同一地物的各层按从下至上的顺序， 依次判断某一类在任意一层体素点权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115018897 A 2上方的其他层是否为空值， 若不为空值则判断各层所属的地物为行道树， 各层所在的不规 则地物点簇为行道树要素点簇 。 7.根据权利要求6所述的一种激光点云城市典型地物要素提取方法， 其特征在于， 当得 到行道树要素点簇时， 基于各层的区域 面积判断得到行道树的树冠和树干 。 8.根据权利要求1所述的一种激光点云城市典型地物要素提取方法， 其特征在于， 对每 个规则地物点簇按点簇空间范围进 行识别时， 基于规则地物 点簇的高度、 最大方向长度， 判 断得到建筑物要素点簇 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115018897 A 3