一种基于点云数据快速生成建筑物断面图的方法.docx资源-CSDN文库

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摘要

提出了一种基于点云数据快速生成建筑物断面图的方法，首先利用设计的裁剪面对建筑物断面进行

截取，得到该断面的边缘点云数据，形成断面边缘点云的二维平面数据；通过改进的 Hough 变换

算法提取出共线点云，并对共线点云进行去噪、分割；采用选权迭代法拟合提取出的线状点云数据，

找出各条线段端点，进而对端点进行连线绘制断面图。编程实现了基于点云数据快速生成建筑物断

面图的算法，通过工程实例验证了该方法的可靠性和实用性。

Abstract

This paper proposes a method to generate building sectional drawing based on 3D

laser point cloud data. Given the input point cloud, three steps are performed to

obtain the building sectional drawing. Firstly, a cutting surface with certain range

and thickness is designed to intercept the section of a building, then we get the 2D

projected point cloud of the section. Secondly, collinear points are extracted through

an extended Hough transform algorithm, and noise points from the collinear points

are removed. The collinear points are then segmented into separated line segments.

Finally, we adopt selecting weight iteration method to obtain the endpoint

coordinates of each line segment and generate sectional drawing by connecting the

endpoints. The reliability and practicability of the process are verified by an

engineering example.

译

关键词

Hough 变换; 最小二乘; 选权迭代法; 共线点云; 建筑物断面图

Keywords

Hough transform; least square adjustment; selecting weight iteration

method; collinear point clouds; building sectional drawing

译

工程应用中常需要获得建筑物的断面图，传统的建筑物断面图是利用全站仪等设备采集各个独立点

的三维坐标，通过软件或人工绘制成图，该方法外业工作量大，效率低且内业处理过程繁琐, 只能

获得局部信息

[1]

。三维激光扫描是近年发展起来的一门新技术，以高精度、海量、快速、无接触测

量等优势成为空间三维数据获取的有效手段

[2-4]

，利用三维激光点云数据生成建筑物断面图，对于

比较规则的断面，如地铁隧道中的区间断面等，通常按一定间隔采样来获取断面点，再对断面点进

行连线并添加其他要素生成断面图。而对于比较复杂的断面，如地铁隧道变截面等，如果直接按一

定间隔进行采样来获取断面点，这样生成的断面图会丢失许多重要信息，无法反映出真实的断面形

状。因此，针对地铁隧道变截面等复杂断面，需要提取出断面的轮廓，考虑到该类型断面主要由呈

线状分布，可首先提取出各条点云线段，然后拟合出高精度的直线参数，进而绘制变截面横断面图。

点云数据中常用的直线检测方法有随机采样一致性算法

[5-7]

和 Hough 变换

[8-9]

。直接利用 Hough 变

换进行点云直线检测只能达到有限精度

[10]

，特别是受噪声影响时，如果对精度要求过高可能导致检

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