一种基于体素邻域特征分析的机载LiDAR点云建筑物屋顶特征线自动提取与三维线框模型生成方法

本发明涉及数字城市与建筑物三维模型重建技术领域，具体提供了一种基于体素邻域特征分析的机载LiDAR点云建筑物屋顶特征线自动提取与三维线框模型生成方法。本发明在对输入的机载LiDAR点云数据进行预处理，分离得到建筑物点云的基础上，首先对建筑物点云进行体素化，筛选出屋顶面体素并对其进行质心化表示；然后通过分析体素邻域分布特征提取屋顶三维特征线段元；并根据线段元之间的空间几何关系与连接性，将属于同一特征线的离散线段元进行合并与连接；在此基础上，采用迭代拟合算法生成完整、连续的三维特征线并确定其初始端点；最后，通过对同名端点进行优化，确保同名端点唯一性及相邻特征线的拓扑连接，从而直接生成结构完整、拓扑准确的建筑物屋顶三维线框模型。本发明有效规避了传统方法对屋顶面分割结果的依赖，实现了从点云到建筑物屋顶结构化线框模型的端到端自动化重建，为大规模、高精度的城市建筑物三维建模提供了高效可靠的基础数据支撑。