本發明專利技術適用于地質災害監測技術領域，提供了一種用于地質災害識別的激光雷達檢測方法及系統，所述方法包括以下步驟：基于無人機搭載的激光雷達獲取實時點云數據，所述無人機根據設定的參考航線飛行；基于實時點云數據生成三維模型；將所述三維模型和參考航線進行同步可視化并根據二者高度差對參考航線進行調整；基于調整后的參考航線進行點云數據的獲取。根據獲取的實時點云數據能夠對后續的航線進行規劃調整，這種方式確保獲取的點云的質量，進而能夠有助于地形地貌的模型生成。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及地質災害監測，具體是涉及一種用于地質災害識別的激光雷達檢測方法及系統。
技術介紹
1、隨著技術的發展，遙感技術、無人機攝影以及激光雷達技術都被運用在地質災害的防治工作中，其中，激光雷達通過發射和接收激光脈沖生成高精度的三維點云數據，能夠有效地掃描地貌。通過數據預處理、分類、生成數字高程模型和提取地形特征，為地質災害的分析預測提供了支持。
2、在現有的激光雷達地質災害監測技術中，在應對一些復雜地形時，通常會利用無人機搭載激光雷達進行掃描，后續所有的地質分析識別都是基于獲取的點云數據來進行的，因此點云數據的準確性十分重要。
3、實際情況中，激光雷達生成的點云特點為“近密遠疏”，即遠距離的地貌特征會出現不具體的情況，而無人機在復雜地形上方作業時出于安全性考慮會在一定的高度進行，這就導致各個區域與激光雷達的距離是不統一的，尤其是在地形高度差較大的區域，這就導致某些區域的點云不夠完整，通過后期處理提高點云質量又會出現偏離實際的問題，因此，提出了一種用于地質災害識別的激光雷達檢測方法及系統，旨在解決上述的問題。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術的目的在于提供一種用于地質災害識別的激光雷達檢測方法及系統，以解決上述
技術介紹
中存在的問題。
2、本專利技術是這樣實現的，一種用于地質災害識別的激光雷達檢測方法，所述方法包括以下步驟：
3、基于無人機搭載的激光雷達獲取實時點云數據，所述無人機根據設定的參考航線飛行；
4、基于實時點云數據生成三維模型；
5、將所述三維模型和參考航線進行同步可視化并根據二者高度差對參考航線進行調整；
6、基于調整后的參考航線進行點云數據的獲取。
7、作為本專利技術進一步的方案：所述基于實時點云數據生成三維模型的步驟，具體包括：
8、將獲取到的實時點云數據進行預處理；
9、基于預處理后的實時點云數據進行點云分類，用于區分點云中包含的地面點以及非地面點；
10、將實時點云數據進行網格化生成三維模型，并進行模型優化。
11、作為本專利技術進一步的方案：所述將獲取到的實時點云數據進行預處理的步驟，具體包括：
12、計算實時點云數據中每個點與鄰域內點的距離分布，用于移出偏離的點；
13、基于ndt算法將點云進行對齊；
14、通過旋轉和平移將點云調整對齊至同一個坐標系中；
15、當實時點云數據來自多個傳感器時，將所述實時點云數據合并成一個點云，并對重復點和重疊區域進行篩除。
16、作為本專利技術進一步的方案：將所述三維模型和參考航線進行同步可視化并根據二者高度差對參考航線進行調整的步驟，具體包括：
17、基于所述三維模型以及參考航線進行同步性的可視化處理；
18、參照無人機的位置數據、參考航線的航向以及取樣范圍標準將三維模型劃分為近部取樣區域和遠部待測區域，所述取樣范圍標準為三維模型中按照參考航線的方向選取設定跨度的模型數據，所述設定跨度根據無人機的位置、點云的密度以及無人機的高度標準得到；
19、基于遠部待測區域的三維模型和與其對應的參考航線的區間得到高度差分布集；
20、根據高度差分布集對區間內的參考航線進行高度調整。
21、作為本專利技術進一步的方案：所述基于遠部待測區域的三維模型和與其對應的參考航線的區間得到高度差分布集的步驟，具體包括：
22、根據遠部待測區域的三維模型對參考航線進行截取；
23、將截取的參考航線投影至遠部待測區域的三維模型中得到引導線，所述引導線沿遠部待測區域的地形輪廓分布；
24、選取引導線中的拐點并在截取的參考航線中選取對應的參考點；
25、計算各個拐點與對應參考點之間的高度差得到高度差分布集。
26、作為本專利技術進一步的方案：所述根據高度差分布集對區間內的參考航線進行高度調整的步驟，具體包括：
27、根據所述無人機的高度標準對高度差分布集進行篩選得到異常數據，所述異常數據為高度差分布集中大于無人機的高度標準的高度差數據；
28、計算所述高度差數據與無人機的高度標準的差值得到差值分布集；
29、根據所述差值分布集對區間內的參考航向對應位置的高度進行調整，使得無人機在參考航線調整后對應的位置獲取的點云數據密度大于原有的途徑所獲取的點云數據密度。
30、本專利技術的另一目的在于提供一種用于地質災害識別的激光雷達檢測系統，所述系統包括：
31、實時點云獲取模塊，基于無人機搭載的激光雷達獲取實時點云數據，所述無人機根據設定的參考航線飛行；
32、點云建模模塊，基于實時點云數據生成三維模型；
33、分析模塊，用于將所述三維模型和參考航線進行同步可視化并根據二者高度差對參考航線進行調整；
34、點云數據收集模塊，基于調整后的參考航線進行點云數據的獲取。
35、作為本專利技術進一步的方案：所述點云建模模塊包括：
36、數據預處理單元，用于將獲取到的實時點云數據進行預處理；
37、點云分類單元，基于預處理后的實時點云數據進行點云分類，用于區分點云中包含的地面點以及非地面點；
38、模型生成優化單元，用于將實時點云數據進行網格化生成三維模型，并進行模型優化。
39、作為本專利技術進一步的方案：所述分析模塊包括：
40、可視化單元，基于所述三維模型以及參考航線進行同步性的可視化處理；
41、模型劃分單元，用于參照無人機的位置數據、參考航線的航向以及取樣范圍標準將三維模型劃分為近部取樣區域和遠部待測區域，所述取樣范圍標準為三維模型中按照參考航線的方向選取設定跨度的模型數據，所述設定跨度根據無人機的位置、點云的密度以及無人機的高度標準得到；
42、高度差分析單元，基于遠部待測區域的三維模型和與其對應的參考航線的區間得到高度差分布集；
43、航線調整單元，用于根據高度差分布集對區間內的參考航線進行高度調整。
44、作為本專利技術進一步的方案：所述高度差分析單元包括：
45、航線截取子單元，用于根據遠部待測區域的三維模型對參考航線進行截取；
46、航線處理子單元，用于將截取的參考航線投影至遠部待測區域的三維模型中得到引導線，所述引導線沿遠部待測區域的地形輪廓分布；
47、點選取子單元，用于選取引導線中的拐點并在截取的參考航線中選取對應的參考點；
48、點計算統計子單元，用于計算各個拐點與對應參考點之間的高度差得到高度差分布集。
49、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
50、本專利技術通過無人機搭載激光雷達來對地質地貌進行掃描，利用獲取的點云數據來建立地質地貌的三維模型，從而便于對地質災害進行識別分析，出于飛行安全的考慮，本文檔來自技高網
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【技術保護點】
1.一種用于地質災害識別的激光雷達檢測方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的用于地質災害識別的激光雷達檢測方法，其特征在于，所述基于實時點云數據生成三維模型的步驟，具體包括：
3.根據權利要求2所述的用于地質災害識別的激光雷達檢測方法，其特征在于，所述將獲取到的實時點云數據進行預處理的步驟，具體包括：
4.根據權利要求1所述的用于地質災害識別的激光雷達檢測方法，其特征在于，將所述三維模型和參考航線進行同步可視化并根據二者高度差對參考航線進行調整的步驟，具體包括：
5.根據權利要求4所述的用于地質災害識別的激光雷達檢測方法，其特征在于，所述基于遠部待測區域的三維模型和與其對應的參考航線的區間得到高度差分布集的步驟，具體包括：
6.根據權利要求4所述的用于地質災害識別的激光雷達檢測方法，其特征在于，所述根據高度差分布集對區間內的參考航線進行高度調整的步驟，具體包括：
7.一種用于地質災害識別的激光雷達檢測系統，其特征在于，所述系統包括：
8.根據權利要求7所述的用于地質災害識別的激光雷達檢測系統，其特征在于，所述點云建模模塊包括：
9.根據權利要求7所述的用于地質災害識別的激光雷達檢測系統，其特征在于，所述分析模塊包括：
10.根據權利要求9所述的用于地質災害識別的激光雷達檢測系統，其特征在于，所述高度差分析單元包括：
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【技術特征摘要】
1.一種用于地質災害識別的激光雷達檢測方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的用于地質災害識別的激光雷達檢測方法，其特征在于，所述基于實時點云數據生成三維模型的步驟，具體包括：
3.根據權利要求2所述的用于地質災害識別的激光雷達檢測方法，其特征在于，所述將獲取到的實時點云數據進行預處理的步驟，具體包括：
4.根據權利要求1所述的用于地質災害識別的激光雷達檢測方法，其特征在于，將所述三維模型和參考航線進行同步可視化并根據二者高度差對參考航線進行調整的步驟，具體包括：
5.根據權利要求4所述的用于地質災害識別的激光雷達檢測方法，其特征在于，所述基于遠部待測區...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李雨柯，曹會，溫秋園，衣國強，時彬，金忠寶，韓佳宏，孫劍爽，
申請(專利權)人：中國地質調查局牡丹江自然資源綜合調查中心，
類型：發明
國別省市：
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