LiDAR数据中创建3D建筑物

GIS前沿 · 公众号 · · 2024-09-30 19:17

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将建筑物创建和显示为多面三维（3D）要素是表示城市景观的一种逼真方式。在Global Mapper Pro中，可以轻松地从激光雷达和其他点云数据集中提取矢量格式的3D建筑物。提取矢量特征工具分析被归类为建筑物的点的几何特征并自动创建相应的结构平面，而自定义特征提取工具利用路径剖面窗口显示点云的一系列横截面视图，以便一次准确创建一座建筑物。

使用 Extract Vector Features Tool 的自动提取方法

要提取矢量要素，必须首先识别和分类表示建筑物的点，这可以使用 Lidar Module 的 Auto-Classify Non-Ground Lidar Points 工具来完成。随后，使用提 取矢量要素 工具提取每个建筑物的覆盖区、屋顶结构和墙壁。

显示提取的建筑物要素的 3D 查看器

在 激光雷达要素提取设置 对话框的 建筑物提取设置 下， 提取建筑物 选项将根据 ASPRS 激光雷达分类规范创建从分类为建筑物的点派生的 3D 建筑物矢量。提取的建筑物可以生成为覆盖区或包含屋顶平面和侧壁区域要素的 3D 对象。如果点云的属性中包含 RGB 值，则它们也可以生成为使用真实世界颜色进行照片纹理处理的 3D 模型。

在上面的示例中，选择的选项包括： Building Footprints ，用于创建与分类点的范围重合的面; 规则化 以使用平行墙壁和 90 度角平滑建筑物覆盖区; 屋顶平面，用于识别并创建提取的建筑物的高架屋顶要素;以及侧墙，用于生成与建筑物墙壁重合的垂直多边形。此外，还启用了 通过在平面交点处添加点来锐化边缘和缝合平面 ，该选项可沿平面之间的交点创建点特征，并将斜屋顶平滑地缝合在一起。

用于提取建筑物的 Lidar Feature Extraction Settings 对话框

提取后，新创建的矢量特征将在 2D 地图中呈现为多边形。在 3D 查看器中，墙壁和屋顶平面显示为 3D 对象。建筑物由矢量区域要素组成，这些要素可以移动和修整，可以添加属性，并且可以使用各种区域填充和边界选项进行符号化。构建图层可以导出为各种支持的矢量格式，包括 shapefile、dxf、geojson、geopackage 和许多其他选项。

对于更精确的建筑物要素，下面介绍了一种用于创建 3D 建筑物的替代动手方法。

使用路径配置文件工具的自定义特征提取方法

自定义要素提取过程涉及使用 Global Mapper 的路径剖面工具，该工具通常用于渲染光栅地形数据的横截面视图。与点云一起使用时，创建轮廓所沿的路径将得到有效缓冲，因此会显示用户定义的点条带。为了使用 自定义特征提取 工具，将创建一系列垂直于定义路径的等距轮廓，并在每个视图中确定每个顶点在提取特征中的位置。

在 3D 查看器中绘制的具有斜屋顶的建筑物

要使用此工具提取 3D 建筑物，我们首先更改 Path Profile Settings（路径剖面设置） 并启用 Display Series of Profiles Perpendicular to Path（显示垂直于路径的剖面序列），以便跨路径生成交叉剖面，而不是沿路径生成。大于建筑宽度的垂直路径长度设置的距离足以在轮廓中显示整个屋顶。“垂直采样”设置用于建立每个连续纵断面图之间的距离间隔。此距离最终决定了提取要素中连续折点之间的间距，因此较小的值将允许建筑物结构的精度更高。 在 Lidar Display Options （需要 Lidar 模块）下也启用了 Display Lidar Points Along and Near the Path （显示沿路径和附近的激光雷达点） ，以允许在 Path Profile 视图中显示激光雷达点。