面向机载点云DSM生产的电力线残留自动滤除方法及系统与流程

本发明涉及摄影测量与遥感，具体涉及一种面向机载点云dsm生产的电力线残留自动滤除方法及系统。

背景技术：

1、机载激光雷达（lidar）技术能够快速获取高密度、高精度的地表三维点云数据，已成为数字表面模型（digital surface model，dsm）生产的重要数据源。dsm作为表达地表及各类地物顶部高程的基础空间数据，广泛应用于航空摄影测量、三维城市建模、通视分析及自然资源监测等领域。在机载点云dsm的生产实践中，通常需要经过原始点云导入、航带平差、噪声剔除、点云分类、dsm表达类别选择、格网化或插值生成dsm以及成果质量检查等若干环节。其中，点云分类是将地面点、建筑物、植被、电力线、杆塔、噪声等不同目标区分为相应类别的关键步骤；生成dsm时，作业人员依据分类结果选择建筑物、植被、桥梁、固定构筑物等稳定地物类别参与dsm表达，而将电力线等悬浮线状目标排除在外。

2、然而，现有分类方法在面对林区、城区、山地走廊以及跨越建筑物或树冠的输电线路区域时，电力线点常因细长稀疏、悬浮分布、局部断裂、点密度不均及与树冠或建筑边缘混杂等因素而被误分为植被、建筑物或其他参与dsm表达的类别。少量残留的电力线点一旦进入dsm格网化流程，便会在最终dsm成果中形成窄带线状高程异常，影响dsm剖面分析、通视分析、三维建模表面质量及成果质检的可靠性。现有的电力线提取方法多专注于从原始点云中识别电力线目标，而现有的dsm生产方法则主要依据分类结果直接生成dsm，两者之间缺少针对已进入dsm表达点集的电力线残留进行复核、识别与剔除的衔接机制。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的在于，提供一种能够在dsm生成之前对参与dsm表达的点集进行电力线残留自动复核与滤除的面向机载点云dsm生产的电力线残留自动滤除方法及系统。

2、本发明的目的采用如下方案实现：

3、第一方面，本发明提供了一种面向机载点云dsm生产的电力线残留自动滤除方法，包括以下步骤：

4、s1：读取经过预处理和初始分类后的机载lidar点云数据和dsm表达类别规则，根据dsm表达类别规则从机载lidar点云数据中提取参与dsm表达的点，构建dsm表达点集，并对dsm表达点集中各点进行局部邻域特征分析，计算各点的几何特征指标，生成带有局部几何特征的dsm表达点集；

5、s2：基于dsm表达点集中各点的几何特征指标进行特征筛选，提取同时满足预设几何特征条件的点作为候选点，并对候选点进行空间邻域聚类，将空间上连续分布的候选点归入同一簇，生成候选点簇集合；

6、s3：读取测区的杆塔位置数据，根据杆塔位置数据构建各杆塔之间的电力线走廊空间范围，将候选点簇集合中各候选点簇投影至电力线走廊空间范围内进行归属判别，筛选出落入走廊范围内的候选点簇，并对落入走廊范围内的候选点簇中各点簇沿走廊方向进行空间形态拟合，计算各点簇的形态特征参数，根据形态特征参数确认符合电力线空间形态的点簇，生成确认电力线残留点簇；

7、s4：基于dsm表达点集构建dsm栅格，将确认电力线残留点簇投影至dsm栅格，对投影位置处的栅格单元进行异常验证，将通过异常验证的栅格单元所对应的点确认为电力线残留点，将电力线残留点从dsm表达点集中剔除，生成更新后的dsm表达点集及空洞区域；

8、s5：基于更新后的dsm表达点集和空洞区域，对空洞区域进行邻域插值或曲面拟合的表面修复处理，生成修复后的dsm栅格，并对修复后的dsm栅格进行残留异常检测的质量评价，根据质量评价结果更新候选点筛选的阈值参数并重新执行s2至s5，直至质量评价结果满足预设质量要求，输出最终dsm成果。

9、第二方面，本发明提供了一种面向机载点云dsm生产的电力线残留自动滤除系统，该系统配置有以下模块：

10、dsm特征点构建模块，用于读取经过预处理和初始分类后的机载lidar点云数据和dsm表达类别规则，根据dsm表达类别规则从机载lidar点云数据中提取参与dsm表达的点，构建dsm表达点集，并对dsm表达点集中各点进行局部邻域特征分析，计算各点的几何特征指标，生成带有局部几何特征的dsm表达点集；

11、候选点簇提取模块，用于基于dsm表达点集中各点的几何特征指标进行特征筛选，提取同时满足预设几何特征条件的点作为候选点，并对候选点进行空间邻域聚类，将空间上连续分布的候选点归入同一簇，生成候选点簇集合；

12、电力线簇甄别模块，用于读取测区的杆塔位置数据，根据杆塔位置数据构建各杆塔之间的电力线走廊空间范围，将候选点簇集合中各候选点簇投影至电力线走廊空间范围内进行归属判别，筛选出落入走廊范围内的候选点簇，并对落入走廊范围内的候选点簇中各点簇沿走廊方向进行空间形态拟合，计算各点簇的形态特征参数，根据形态特征参数确认符合电力线空间形态的点簇，生成确认电力线残留点簇；

13、电力线点剔除模块，用于基于dsm表达点集构建dsm栅格，将确认电力线残留点簇投影至dsm栅格，对投影位置处的栅格单元进行异常验证，将通过异常验证的栅格单元所对应的点确认为电力线残留点，将电力线残留点从dsm表达点集中剔除，生成更新后的dsm表达点集及空洞区域；

14、dsm迭代修复模块，用于基于更新后的dsm表达点集和空洞区域，对空洞区域进行邻域插值或曲面拟合的表面修复处理，生成修复后的dsm栅格，并对修复后的dsm栅格进行残留异常检测的质量评价，根据质量评价结果更新候选点筛选的阈值参数并重新执行s2至s5，直至质量评价结果满足预设质量要求，输出最终dsm成果。

15、第三方面，本技术提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任意一种面向机载点云dsm生产的电力线残留自动滤除方法。

16、第四方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任意一种面向机载点云dsm生产的电力线残留自动滤除方法。

17、综上所述，本技术提供的一种面向机载点云dsm生产的电力线残留自动滤除方法通过构建从dsm表达点集特征分析、候选点筛选、走廊约束与空间形态拟合、dsm栅格异常验证到闭环质量评价的完整技术链路，能够在dsm生成之前自动识别并滤除因分类残留而混入dsm表达点集中的电力线点。该方法通过对dsm表达点集进行局部邻域特征分析和多级筛选，结合电力线特有的走廊空间约束和弧垂形态特征进行双重确认，可以有效区分电力线残留与树冠枝条、建筑边缘等易混淆地物，用以降低误判风险；通过在dsm栅格尺度进行多维异常验证，能够确保残留点识别结果与实际dsm成果面影响相符，避免仅依赖点云局部特征造成的判别偏差；通过对剔除区域进行分层表面修复并结合质量评价形成闭环反馈机制，可以自适应调整筛选参数并迭代优化处理效果，用以保证修复区域与周边地物的高程连续性和形态一致性，最终达到消除dsm成果中窄带线状高程异常、提升dsm表面质量与生产自动化水平的技术效果。

18、为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。