基于機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)的公路勘測(cè)設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種基于機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)的公路勘測(cè)設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：步驟1、對(duì)LiDAR數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊預(yù)處理，步驟2、對(duì)LiDAR數(shù)據(jù)建立索引，步驟3、提取LiDAR數(shù)據(jù)的地形因子，步驟4、計(jì)算公路的縱斷面，步驟5、計(jì)算公路的橫斷面，本發(fā)明直接利用LiDAR數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)，計(jì)算公路設(shè)計(jì)中所需的縱橫斷面，實(shí)現(xiàn)了LiDAR數(shù)據(jù)直接生成公路縱橫斷面，省去了生成DOM和DEM的步驟，避免了因數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生的精度損失，提高了公路勘測(cè)設(shè)計(jì)的效率，縮短公路勘測(cè)設(shè)計(jì)的時(shí)間，同時(shí)顧及地形地貌對(duì)縱橫斷面的影響，綜合考慮了沿線自然地形、地質(zhì)、水文、氣候等因素對(duì)公路勘測(cè)設(shè)計(jì)造成的影響，對(duì)地形變化自適應(yīng)，方法實(shí)用性高，易于實(shí)現(xiàn)，滿足公路勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)的需求。
【專利說明】基于機(jī)載L i DAR數(shù)據(jù)的公路勘測(cè)設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測(cè)繪和公路勘測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)的公路勘測(cè)設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LiDAR一Light Detection And Ranging,即光探測(cè)與測(cè)量。是利用 GPS (GlobalPosition System)和 IMU (Inertial Measurement Unit,慣性測(cè)量裝置)機(jī)載激光掃描。其所測(cè)得的數(shù)據(jù)為數(shù)字表面模型(Digital Surface Model, DSM)的離散點(diǎn)表示，數(shù)據(jù)中含有空間三維信息和激光強(qiáng)度信息。LiDAR大致分為機(jī)載和地面兩大類，其中機(jī)載激光雷達(dá)是一種安裝在飛機(jī)上的機(jī)載激光探測(cè)和測(cè)距系統(tǒng)，可以量測(cè)地面物體的三維坐標(biāo)。機(jī)載LiDAR是一種主動(dòng)式對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，是九十年代初首先由西方國家發(fā)展起來并投入商業(yè)化應(yīng)用的一門新興技術(shù)。它集成激光測(cè)距技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、慣性測(cè)量單元(MU)/DGPS差分定位技術(shù)于一體，該技術(shù)在三維空間信息的實(shí)時(shí)獲取方面產(chǎn)生了重大突破，為獲取高時(shí)空分辨率地球空間信息提供了一種全新的技術(shù)手段。它具有自動(dòng)化程度高、受天氣影響小、數(shù)據(jù)生產(chǎn)周期短、精度高等特點(diǎn)。機(jī)載LiDAR傳感器發(fā)射的激光脈沖能部分地穿透樹林遮擋，直接獲取高精度三維地表地形數(shù)據(jù)。機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)經(jīng)過相關(guān)軟件數(shù)據(jù)處理后，可以生成高精度的數(shù)字地面模型DTM、等高線圖，具有傳統(tǒng)攝影測(cè)量和地面常規(guī)測(cè)量技術(shù)無法取代的優(yōu)越性，因此引起了測(cè)繪界的濃厚興趣。機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用，使航測(cè)制圖如生成DEM、等高線和地物要素的自動(dòng)提取更加便捷，其地面數(shù)據(jù)通過軟件處理很容易合并到各種數(shù)字圖中。
[0003]隨著以GPS、RS、GIS技術(shù)為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代高分辨率衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)、全球重力場(chǎng)模型及空間信息分析技術(shù)為核心的對(duì)地觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展，全球定位系統(tǒng)、航測(cè)遙感、高分辨率衛(wèi)星在公路的規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)和信息化管理中得到了廣泛的應(yīng)用。由于實(shí)際公路勘測(cè)過程中對(duì)高程和效率的高要求，GPS-RTK(GPS-Real Time Kinematic)、高分辨率遙感技術(shù)、常規(guī)航測(cè)及低空航測(cè)精度都難以滿足公路測(cè)量的要求和建立公路數(shù)據(jù)庫的任務(wù)。如今在國外，機(jī)載LiDAR系統(tǒng)已經(jīng)用于公路的勘測(cè)設(shè)計(jì)和維護(hù)。當(dāng)前，雖然國內(nèi)也引進(jìn)了 LiDAR設(shè)備與技術(shù)，在公路勘測(cè)選線、線路設(shè)計(jì)中已經(jīng)得到了應(yīng)用，但多數(shù)還需采用成熟的LiDAR數(shù)據(jù)處理軟件先得到DEM、DOM和DLG等產(chǎn)品，然后再將這些數(shù)據(jù)處理產(chǎn)品導(dǎo)入設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行公路的勘測(cè)和縱橫斷面設(shè)計(jì)等工序，這樣以來，由于增加了數(shù)據(jù)處理過程，必然會(huì)影響到精度的測(cè)量結(jié)果，同時(shí)增加了公路勘測(cè)的工序，減低了公路勘測(cè)的設(shè)計(jì)效率。此外，現(xiàn)有的公路縱橫斷面設(shè)計(jì)和生成往往沒有綜合考慮各方面的因素和要求，易造成公路勘測(cè)工作成本高，工期長(zhǎng)，精度和質(zhì)量要求得不到保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而提供一種基于機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)的公路勘測(cè)設(shè)計(jì)方法，在顧及地形地貌影響的同時(shí)，省去了生成DOM和DEM的步驟，避免了因數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生的精度損失，提高了公路勘測(cè)設(shè)計(jì)的效率，滿足了公路勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)的需求。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種基于機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)的公路勘測(cè)設(shè)計(jì)方法，其特征在于:包括以下步驟:
步驟I)、對(duì)LiDAR數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊預(yù)處理:首先，通過對(duì)LiDAR數(shù)據(jù)的遍歷或查詢?cè)獢?shù)據(jù)，得到LiDAR數(shù)據(jù)的坐標(biāo)范圍，然后，設(shè)置LiDAR數(shù)據(jù)分塊的網(wǎng)格大小，最后，根據(jù)LiDAR數(shù)據(jù)塊的大小，計(jì)算每一塊的范圍，據(jù)此計(jì)算每塊存儲(chǔ)的文件名并將該范圍內(nèi)的點(diǎn)云存儲(chǔ)為文件；
步驟2)、對(duì)LiDAR數(shù)據(jù)建立索引:首先，根據(jù)步驟I得到的LiDAR數(shù)據(jù)坐標(biāo)范圍和網(wǎng)格大小建立第一層索引，然后，對(duì)每塊內(nèi)的LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立第二層空間索引，第二層索引采用KD樹索引，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查詢，最后，將第二層索引與第一層索引進(jìn)行空間關(guān)聯(lián)，將第二層索引的信息關(guān)聯(lián)到第一層索引的對(duì)應(yīng)位置；
步驟3)、提取LiDAR數(shù)據(jù)的地形因子:根據(jù)LiDAR數(shù)據(jù)及其索引依次提取各LiDAR數(shù)據(jù)塊的地形因子；
步驟4)、計(jì)算公路的縱斷面:根據(jù)LiDAR數(shù)據(jù)及索引提取縱斷面，根據(jù)公路設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)各地形因子進(jìn)行建模，從而對(duì)縱斷面進(jìn)行局部自適應(yīng)調(diào)整；
步驟5)、計(jì)算公路的橫斷面:根據(jù)LiDAR數(shù)據(jù)及索引提取橫斷面，根據(jù)公路設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)各地形因子進(jìn)行建模，從而對(duì)橫斷面進(jìn)行局部自適應(yīng)調(diào)整。
[0006]所述的LiDAR數(shù) 據(jù)塊的地形因子包括坡度、坡向、坡長(zhǎng)、平面曲率、剖面曲率、地形粗糙度、地形起伏度、高程變異系數(shù)、地表切割深度。
[0007]所述的網(wǎng)格采用增量式方法進(jìn)行劃分，
Newlat=Lat+AddLat
Newlon=Lon+AddLon
式中NewLat和NewLon是當(dāng)前一個(gè)網(wǎng)格右下角坐標(biāo)，Lat和Lon是前一個(gè)網(wǎng)格右下角坐標(biāo)，AddLat和AddLon是網(wǎng)格劃分增量。
[0008]所述的步驟4中的計(jì)算公路縱斷面包括以下子步驟:
①從公路主線起點(diǎn)開始，每隔L米(L根據(jù)具體情況設(shè)定)獲取公路主線上的點(diǎn)VJX，
Y)，
②基于LIDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用索引，查詢以Vi點(diǎn)為圓心，以R為半徑的圓內(nèi)的點(diǎn)，取其高程的距離加權(quán)平均值作為Vi點(diǎn)的高程，得到縱斷面數(shù)據(jù)的第i個(gè)點(diǎn)Vi (X，Y，Z)；
③重復(fù)①②步驟，直到達(dá)到公路主線的終點(diǎn)；
④將在公路主線上取到的η個(gè)點(diǎn)V1,V2,…，Vi,…，Vn依次連接，即可得到該公路的初始縱斷面數(shù)據(jù)；
根據(jù)公路設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)各地形因子進(jìn)行建模，由地形建模結(jié)果對(duì)縱斷面進(jìn)行局部自適應(yīng)調(diào)整。
[0009]所述的步驟5中的計(jì)算公路橫斷面包括以下子步驟:
沿公路主線，從公路起點(diǎn)開始，每隔L米取公路上的點(diǎn)，最終得到點(diǎn)W1,W2，…，Wi,…，
Wn;；S過點(diǎn)Wi作垂直于該點(diǎn)所在公路直線段的垂線段V，設(shè)定垂線段長(zhǎng)度為S (S根據(jù)具
體情況設(shè)定)米，且點(diǎn)Wi為垂線段的中點(diǎn)。從線段V—端開始，每隔S (S根據(jù)具體情況設(shè)定，)米取點(diǎn)，得到點(diǎn)P1,P2,…，Pn，基于LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)以及建立的索引，獲取以Pi點(diǎn)為圓心，R為半徑的圓內(nèi)的所有的點(diǎn)，求其高程的加權(quán)平均值作為Pi的高程。重復(fù)這一步，最終獲取該垂線段V上所有點(diǎn)P1, P2,…，Pi,…，Pn的高程值Hi, H2, -,Hi ,…，Hn，以及橫斷面數(shù)據(jù)的坐標(biāo)(V1, Hi), (V2, H2),…，(V1, Hi),…，(Vn, Hn)，其中VjPi到垂線段起點(diǎn)的距離，Hi為該點(diǎn)的高程值，將點(diǎn)P1, P2,…，Pi,…，Pn依次連接，即可得到點(diǎn)Wi處公路的初始橫斷面數(shù)據(jù)；:f+.根據(jù)公路設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)各地形因子進(jìn)行建模，由地形建模結(jié)果對(duì)橫斷面進(jìn)行局部自適應(yīng)調(diào)整；
④重復(fù)第；1.?步驟，直到生成所有點(diǎn)H -,W1,…，Wn的橫斷面數(shù)據(jù)，并將各個(gè)點(diǎn)
的橫斷面數(shù)據(jù)依次由下而上進(jìn)行排列，即得到了該公路的橫斷面數(shù)據(jù)。
[0010]本發(fā)明具有如下積極效果:
1，本發(fā)明直接利用LiDAR數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)，通過劃分?jǐn)?shù)據(jù)塊來構(gòu)建用于快速檢索的兩層索引機(jī)制，計(jì)算公路設(shè)計(jì)中所需的縱橫斷面，實(shí)現(xiàn)了 LiDAR數(shù)據(jù)直接生成公路縱橫斷面，提高了公路勘測(cè)設(shè)計(jì)的效率，縮短公路勘測(cè)設(shè)計(jì)的時(shí)間；
2，本發(fā)明嚴(yán)格符合《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定，充分顧及地形地貌對(duì)縱橫斷面的影響，綜合考慮了沿線自然地形、地質(zhì)、水文、氣候等因素對(duì)公路勘測(cè)設(shè)計(jì)造成的影響，對(duì)地形變化自適應(yīng)，方法實(shí)用性高，易于實(shí)現(xiàn)；
3，本發(fā)明從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，盡量考慮填挖均衡，以此降低工程造價(jià)，并適當(dāng)考慮公路建設(shè)運(yùn)輸工具的需要，因此顧及地形特征的同時(shí)利用LIDAR點(diǎn)云直接構(gòu)建公路勘測(cè)設(shè)計(jì)中的縱橫斷面，省去了生成DOM和DEM的步驟，避免了因數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生的精度損失，提高了公路勘測(cè)設(shè)計(jì)的效率，進(jìn)而以滿足公路勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)的需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1，如圖1所示，一種基于機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)的公路勘測(cè)設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟:
步驟I)、對(duì)LiDAR數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊預(yù)處理，該步驟進(jìn)一步包括以下子步驟:
①通過對(duì)LiDAR數(shù)據(jù)的遍歷或查詢?cè)獢?shù)據(jù),得到LiDAR數(shù)據(jù)的坐標(biāo)范圍；
②設(shè)置合適的LiDAR數(shù)據(jù)分塊的網(wǎng)格大小，如1KM*1KM；
③根據(jù)LiDAR數(shù)據(jù)塊的大小，計(jì)算每一塊的范圍，據(jù)此計(jì)算每塊存儲(chǔ)的文件名并將該范圍內(nèi)的點(diǎn)云存儲(chǔ)為文件。本方法采用增量式的方法進(jìn)行網(wǎng)格劃分。 [0013]Newlat=Lat+AddLatNewlon=Lon+AddLon
式中NewLat和NewLon是當(dāng)前一個(gè)網(wǎng)格右下角坐標(biāo)，Lat和Lon是前一個(gè)網(wǎng)格右下角坐標(biāo)，AddLat和AddLon是網(wǎng)格劃分增量。
[0014]步驟2)、對(duì)LiDAR數(shù)據(jù)建立索引，該步驟進(jìn)一步包括以下子步驟:
①根據(jù)步驟I得到的LiDAR數(shù)據(jù)坐標(biāo)范圍和格網(wǎng)塊大小建立第一層索引；
②對(duì)每塊內(nèi)的LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立第二層空間索引，第二層索引采用KD樹索引技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢；
③將第二層索引與第一層索引進(jìn)行空間關(guān)聯(lián)，將第二層索引的信息關(guān)聯(lián)到第一層索引對(duì)應(yīng)位置。
[0015]步驟3)、提取LiDAR數(shù)據(jù)的地形因子，提取LiDAR數(shù)據(jù)的地形因子:根據(jù)LiDAR 數(shù)據(jù)及其索引依次提取各LiDAR數(shù)據(jù)塊的地形因子，包括坡度、坡向、坡長(zhǎng)、平面曲率、
剖面曲率、地形粗糙度、地形起伏度、高程變異系數(shù)、地表切割深度等。
[0016]步驟4)、計(jì)算公路的縱斷面，該步驟進(jìn)一步包括以下子步驟:
①從公路主線起點(diǎn)開 始，每隔L米(L根據(jù)具體情況設(shè)定)獲取公路主線上的點(diǎn)VJX，
Y)，
②基于LIDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用索引，查詢以Vi點(diǎn)為圓心，以R為半徑的圓內(nèi)的點(diǎn)，取其高程的距離加權(quán)平均值作為Vi點(diǎn)的高程，得到縱斷面數(shù)據(jù)的第i個(gè)點(diǎn)Vi (X，Y，Z)；
③重復(fù)①②步驟，直到達(dá)到公路主線的終點(diǎn)；
④將在公路主線上取到的η個(gè)點(diǎn)V1,V2,…，Vi,…，Vn依次連接，即可得到該公路的初始縱斷面數(shù)據(jù)；
根據(jù)公路設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)各地形因子進(jìn)行建模，由地形建模結(jié)果對(duì)縱斷面進(jìn)行局部自適應(yīng)調(diào)整。
[0017]步驟5)、計(jì)算公路的橫斷面，該步驟進(jìn)一步包括以下子步驟:
;?;沿公路主線，從公路起點(diǎn)開始，每隔L米取公路上的點(diǎn)，最終得到點(diǎn)W1,W2，…，Wi,…，
Wn;
Cf;過點(diǎn)Wi作垂直于該點(diǎn)所在公路直線段的垂線段V，設(shè)定垂線段長(zhǎng)度為s CS根據(jù)具
體情況設(shè)定)米，且點(diǎn)Wi為垂線段的中點(diǎn)。從線段V—端開始，每隔S (S根據(jù)具體情況設(shè)定，)米取點(diǎn)，得到點(diǎn)P1, P2,…，Pn，基于LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)以及建立的索引，獲取以Pi點(diǎn)為圓心，R為半徑的圓內(nèi)的所有的點(diǎn)，求其高程的加權(quán)平均值作為Pi的高程。重復(fù)這一步，最終獲取該垂線段V上所有點(diǎn)P1, P2,…，Pi,…，Pn的高程值Hi, H2, -,Hi ,…，Hn，以及橫斷面數(shù)據(jù)的坐標(biāo)(V1, Hi), (V2, H2),…，(V1, Hi),…，(Vn, Ηη)，其中VjPi到垂線段起點(diǎn)的距離，Hi為該點(diǎn)的高程值，將點(diǎn)P1, P2,…，Pi,…，Pn依次連接，即可得到點(diǎn)Wi處公路的初始橫斷面數(shù)據(jù)；
根據(jù)公路設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)各地形因子進(jìn)行建模，由地形建模結(jié)果對(duì)橫斷面進(jìn)行局部自適應(yīng)調(diào)整；④重復(fù)第if:步驟，直到生成所有點(diǎn)W1, W2,…，Wi,…，Wn的橫斷面數(shù)據(jù)，并將各個(gè)
點(diǎn)的橫斷面數(shù)據(jù)依次由下而上進(jìn)行排列，即得到了該公路的橫斷面數(shù)據(jù)。
[0018]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改 進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)的公路勘測(cè)設(shè)計(jì)方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟I)、對(duì)LiDAR數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊預(yù)處理:首先，通過對(duì)LiDAR數(shù)據(jù)的遍歷或查詢?cè)獢?shù)據(jù)，得到LiDAR數(shù)據(jù)的坐標(biāo)范圍，然后，設(shè)置LiDAR數(shù)據(jù)分塊的網(wǎng)格大小，最后，根據(jù)LiDAR數(shù)據(jù)塊的大小，計(jì)算每一塊的范圍，據(jù)此計(jì)算每塊存儲(chǔ)的文件名并將該范圍內(nèi)的點(diǎn)云存儲(chǔ)為文件； 步驟2)、對(duì)LiDAR數(shù)據(jù)建立索引:首先，根據(jù)步驟I得到的LiDAR數(shù)據(jù)坐標(biāo)范圍和網(wǎng)格大小建立第一層索引，然后，對(duì)每塊內(nèi)的LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立第二層空間索引，第二層索引采用KD樹索引，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查詢，最后，將第二層索引與第一層索引進(jìn)行空間關(guān)聯(lián)，將第二層索引的信息關(guān)聯(lián)到第一層索引的對(duì)應(yīng)位置； 步驟3)、提取LiDAR數(shù)據(jù)的地形因子:根據(jù)LiDAR數(shù)據(jù)及其索引依次提取各LiDAR數(shù)據(jù)塊的地形因子； 步驟4)、計(jì)算公路的縱斷面:根據(jù)LiDAR數(shù)據(jù)及索引提取縱斷面，根據(jù)公路設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)各地形因子進(jìn)行建模，從而對(duì)縱斷面進(jìn)行局部自適應(yīng)調(diào)整； 步驟5)、計(jì)算公路的橫斷面:根據(jù)LiDAR數(shù)據(jù)及索引提取橫斷面，根據(jù)公路設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)各地形因子進(jìn)行建模，從而對(duì)橫斷面進(jìn)行局部自適應(yīng)調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)的公路勘測(cè)設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述的LiDAR數(shù)據(jù)塊的地形因子包括坡度、坡向、坡長(zhǎng)、平面曲率、剖面曲率、地形粗糙度、地形起伏度、高程變異系數(shù)、地表切割深度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)的公路勘測(cè)設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述的網(wǎng)格采用增量式方法進(jìn)行劃分，
Newlat=Lat+AddLat
Newlon=Lon+AddLon 式中NewLat和NewLon是當(dāng)前一個(gè)網(wǎng)格右下角坐標(biāo)，Lat和Lon是前一個(gè)網(wǎng)格右下角坐標(biāo)，AddLat和AddLon是網(wǎng)格劃分增量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)的公路勘測(cè)設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述的步驟4中的計(jì)算公路縱斷面包括以下子步驟: ①從公路主線起點(diǎn)開始，每隔L米(L根據(jù)具體情況設(shè)定)獲取公路主線上的點(diǎn)VJX，Y)， ②基于LIDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用索引，查詢以Vi點(diǎn)為圓心，以R為半徑的圓內(nèi)的點(diǎn)，取其高程的距離加權(quán)平均值作為Vi點(diǎn)的高程，得到縱斷面數(shù)據(jù)的第i個(gè)點(diǎn)Vi (X，Y，Z)； ③重復(fù)①②步驟，直到達(dá)到公路主線的終點(diǎn)； ④將在公路主線上取到的η個(gè)點(diǎn)V1,V2,…，Vi,…，Vn依次連接，即可得到該公路的初始縱斷面數(shù)據(jù)； S；根據(jù)公路設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)各地形因子進(jìn)行建模，由地形建模結(jié)果對(duì)縱斷面進(jìn)行局部自適應(yīng)調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)的公路勘測(cè)設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述的步驟5中的計(jì)算公路橫斷面包括以下子步驟: 3}沿公路主線,從公路起點(diǎn)開始,每隔L米取公路上的點(diǎn),最終得到點(diǎn)WpW2,...,Wn; %過點(diǎn)Wi作垂直于該點(diǎn)所在公路直線段的垂線段V，設(shè)定垂線段長(zhǎng)度為S(S根據(jù)具體情況設(shè)定)米，且點(diǎn)Wi為垂線段的中點(diǎn)，從線段V —端開始，每隔S (S根據(jù)具體情況設(shè)定，)米取點(diǎn)，得到點(diǎn)P1，P2，…，Pn，基于LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)以及建立的索引，獲取以Pi點(diǎn)為圓心，R為半徑的圓內(nèi)的所有的點(diǎn)，求其高程的加權(quán)平均值作為Pi的高程，重復(fù)這一步，最終獲取該垂線段V上所有點(diǎn)P1, P2,…，Pi,…，Pn的高程值Hi, H2, -,Hi ,…，Hn，以及橫斷面數(shù)據(jù)的坐標(biāo)(V1，Hi), (V2，H2),…，(V1，Hi),…，(Vn, Hn),其中Vi是Pi到垂線段起點(diǎn)的距離，Hi為該點(diǎn)的高程值，將點(diǎn)P1, P2,…，Pi,…，Pn依次連接，即可得到點(diǎn)Wi處公路的初始橫斷面數(shù)據(jù)； S根據(jù)公路設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)各地形因子進(jìn)行建模，由地形建模結(jié)果對(duì)橫斷面進(jìn)行局部自適應(yīng)調(diào)整； ④重復(fù)第S 1:步驟，直到生成所有點(diǎn)W1, W2,…，Wi,…，Wn的橫斷面數(shù)據(jù)，并將各個(gè)點(diǎn)的橫斷面數(shù)據(jù)依次由下而上進(jìn)行排列，即得到了該公路的橫斷面數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G01S13/88GK104007436SQ201410230292
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】王世杰, 馬捷, 蘇沛東, 陳金旺, 萬進(jìn), 杜占軍, 馬松江, 馬炅, 萬繼志, 付大喜, 楚斌, 康健 申請(qǐng)人:河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司