点云智绘4.0版本新增了地基、背包或手持点云“薄化处理”模块。地基、背包或手持点云“薄化处理”模块仅仅包含一个工具,即“一键式薄化处理(无参版)”,其位置如图1所示。

图1 地基、背包或手持点云“薄化处理”模块的位置
“一键式薄化处理(无参版)”工具将实现对高密度的地基、手持或者背包激光雷达点云数据进行降低点云厚度、抽稀、和保留关键点等功能,而且不需要任何的参数。
对某地基激光雷达点云,如图2所示,进行薄化处理后的效果如图3所示。原始点云的密度在25658个点/平方米左右,包含174172471个点,文件大小为4.422G;经过薄化处理后的L1点云,点云密度大概在1174个点/平方米,包含7409360个点,文件大小为0.188G。
算法的效果如下:
(1)薄化处理后的点云全部来自原始点云,或者说薄化处理后的点云是原始点云数据的一个子集,薄化处理没有新增任何一个点、没有改变任何一个点的原始坐标和属性信息。
(2)薄化处理前后,整个点云在X方向、Y方向、Z方向的取值范围有轻微的、极小的变化,甚至没有变化。如图2(b)和图3(b)所示,薄化处理前、后X的范围分别为109.224、106.45,有轻微的变化;薄化处理前、后Y的范围分别为127.588、126.096,有轻微的变化;类似,Z方向也有轻微的变化。
(3)与薄化处理前的数据量相比,薄化处理后的数据量显著的减少。图2(b)和图3(b)中显示出薄化处理前后点云包含的点数分别为:174172471、7409360,处理后的数据量为处理前的4.25%。
(4)与薄化处理前的点云空间分布相比,薄化处理后点云的空间分布更加均质。薄化处理前,各处点云的密度差别很大;而薄化处理后,各处点云的密度趋于一致。如图4所示,处理前道路面上的点云密度明显很大,但处理后道路面与其他地物上的点云密度近似。
(5)薄化处理尽管对点云进行了精简处理,但处理后点云的信息量、地物空间几何形态与原始点云高度一致。如图5所示,处理前后的点云的可视化效果高度一致,包含的地物类型、目标数量、空间位置与形态等信息肉眼无法分辨出差别。
(6)PCA中的薄化处理不仅抽稀了点云、保留的信息量,而且具有噪点剔除效果。如图6所示,处理前的点云中含有显著的粗差(如图6(a)所示),而处理后的点云中噪点不显著(如图6(b)所示)。

(a)薄化处理前的点云

(b)相应基本统计信息

图2 薄化处理前的点云及基本信息
(a)薄化处理后的点云

(b)处理后的点云与基本统计信息
图3 薄化处理后的点云及基本信息

(a)薄化处理前局部的点云

(b)薄化处理后局部的点云
图4 薄化处理前、后同一区域点云的变化

(a)薄化处理前局部的点云

(b)薄化处理后局部的点云
图5 薄化处理前、后同一区域点云的变化

(a)薄化处理前局部的点云

(b)薄化处理后局部的点云
图6 薄化处理前、后同一区域点云的噪点数量变化
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