改進的包裹圓算法提取建筑立面輪廓

張睿，余代俊

1. 成都理工大學 地球科學學院，成都 610059；

2. 廣東省建筑設計研究院有限公司，廣州 510010

1 引 言

三維激光掃描技術可快速獲取掃描對象的表面點云數據，基于點云數據對物體進行三維重建是當前三維重構的研究熱點（程效軍和方芳，2014；張娟等，2018)。

對于完整的三維點云，提取其邊界通常需要將其分割為若干個面片后對各個面片進行邊界提取。王瓊等（2017)認為點云邊界特征是物體重要的幾何特征，對三維重構起著重要作用。Previtali 等（2014)提出了一種高度自動化的方法，該方法首先將建筑立面的點云分割為平面元素，然后利用一些先驗知識從識別的平面簇中自動提取立面隔斷線以供之后生成模型。部分研究借助霍夫變換實現點云的分割，Song 等（2019)利用三維霍夫變換實現了大規模點云的地面提取；Widyaningrum 等（2019)提出有序點輔助霍夫變換（ordered pointsaided Hough transform，OHT)算法，該算法使用有序建筑物邊緣點輔助霍夫變換，進而從機載激光雷達（light detection and ranging，LiDAR)點云中高質量地提取出建筑物輪廓。聞平等（2020)提出漸進式建筑物輪廓線提取方法，該方法先通過漸進數學形態學濾波分離非地面點，然后使用改進的三維霍夫變換分類出建筑物點云，進而提取建筑物輪廓點。霍夫變換的穩健性較好，抗噪性較強，但計算量較大，對于稀疏點云可用，但較稠密的點云不太適用該方法。Mineo 等（2019)提出利用鄰域點特征來提取邊界點，優點是能跳過分割直接提取完整的三維點云輪廓。對于分割后的點云，常用的邊界提取方法有圖像法、區域增長算法、alpha-shapes算法等。……