基于移动测量的道路信息格网化提取方法研究

张振华 盛勇 项阳 侯海龙

摘 要：针对移动测量获取的海量激光点云数据和全景影像数据，提出了一种把三维激光点云数据以及与之相对应的全景影像数据根据封装的路网进行格网化分割，以此来进行信息提取的方法。实践证明，這种方法效率高，可以实现按需加载，快速高效的从大量的道路激光点云数据和全景影像数据中调取到当前查询道路对应的数据，极大的提高了数据下载，加载的效率，能够满足路面管理中查询分析的需要。

关键词：移动测量；激光点云数据；全景影像数据；格网化；信息提取

“数字地球”概念的提出，加快了城市数字化发展的步伐，城市基础地理信息的展示、查询、分析对于城市管理与决策的影响越来越大。高速公路的快速建设，加快了城市化的步伐，与此同时也带来了路面养护等问题。移动测量作为路面管理养护新兴的数据源获取方式，具有数据精度高、高效快捷等突出优点，但是采集的数据量大，不好展示等问题突出。面对海量的点云数据，其存储管理，查询检索成为了当下研究的热点。当前应用比较广的是KD树和八叉树[15]，廖丽琼等提出了八叉树与KD树的混合点云数据存储结构[6]，极大的提高了点云数据的检索效率。尚小娟从Oracle数据库出发，对点云数据的存储索引从查询分析就能行了研究[7]。本文就道路管理系统中车载移动测量技术采集的道路激光点云数据的加载进行了探讨，并提出了行之有效的方法。

1 移动测量

车载移动测量系统以机动车为平台，搭载的硬件系统主要为：激光扫描仪测距系统、GPS/GNSS定位系统、惯性导航系统（INS）、距离测量装置（DMI）、全景工业相机、POS计算机系统（PCS）等。配套的软件系统为数据解析系统、数据预处理系统、点云处理系统、全景处理系统等。本文使用的是青岛秀山移动测量有限公司自主研发的VsursE移动测量系统，能够快速高效的采集三维激光点云数据和全景影像数据，为道路日常维护和管理提供决策支持。

1.1 格网的创建

首先根据激光点云扫描区域，用边长固定的方格确定其范围，作为一级格网，然后在一级格网的基础上继续对格网进行细分，二级格网，三级格网。格网划分遵循的原则是尽可能的让一级格网和激光点云扫描区域范围相当；格网最好是正方形，方便后续操作，计算等；父级格网包含的下一级子格网数目不超过400个。

1.2 缓冲半径的确定

分块后的点云块之间存在交叉，在道路Feature连接处，根据格网分割加载点云数据会存在加载过多或者漏掉的情况。本文采用缓冲区的加载方式，根据点云间隔，确定缓冲半径，将道路按一定距离进行缓冲，然后进行点云块数据的加载，这样会使得点云数据加载更加精简、全面。

1.3 点云、全景数据的检索获取

对研究区域进行格网划分，将生成好的格网数据保存到本地相应文件夹并且加载格网图层到地图上，同时将三维激光点云对应的道路轨迹数据和道路二维矢量数据一起加载到地图上。

点击【道路点云格网查询】功能，将相应的模块填写完毕。点击左侧已经封装好的道路网，此时道路网对应整个FeatureLayer，点击某条道路，该道路已经转化为对应的Feature，并且可以高亮显示在地图上，便可以清晰的知道要下载的是哪条道路的激光点云数据和全景数据。点击确定按钮，首先会下载到当前查询道路点云对应的XML文件，然后根据文件去查询检索该道路Feature对应的点云块，即可从本地硬盘或者FTP服务器，将点云数据和全景数据下载到指定文件夹，并且将点云数据加载到地图上，如下图所示。

2 结语

三维激光点云的查询、检索、加载是当下研究的热点，本文提出了一种基于格网化的点云数据加载方式。由于点云轨迹扫描时间不同，每条道路的空间位置不同，通过这种时间、空间序列对点云数据进行查询检索，并且通过实例应用，效果显著，能够快速的加载获取到当前查询道路的激光点云数据和全景影像数据。

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[6]廖丽琼，白俊松，罗德安.基于八叉树及KD树的混合型点云数据存储结构，计算机系统应用[J].2012，21（3）：8788.

[7]尚晓娟，姜福泉，张帆，等.基于 Oracle SDO_PC 的点云数据存储管理技术对的应用研究[J].测绘通报，2015（4）：5760.

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作者简介：张振华（1991），男，山东潍坊人，江西理工大学建筑与测绘工程学院2015级研究生，测绘工程专业，研究方向：GIS开发。