(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210817861.3 (22)申请日 2022.07.13 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114998530 A (43)申请公布日 2022.09.02 (73)专利权人 航天宏图信息技 术股份有限公司 地址 100094 北京市海淀区翠湖北环路2号 院4号楼 (72)发明人 王昊　刘福权　王宇翔　廖通逵　 周晓媛　杨娜　周令泉　 (74)专利代理 机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 11463 专利代理师 张萍 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01)G06T 7/62(2017.01) G01F 22/00(2006.01) (56)对比文件 CN 101359052 A,2009.02.04 CN 113920448 A,202 2.01.11 CN 103235845 A,2013.08.07 CN 112433227 A,2021.0 3.02 CN 107393 001 A,2017.1 1.24 CN 106845074 A,2017.0 6.13 CN 111127646 A,2020.0 5.08 US 2021080 613 A1,2021.0 3.18 审查员 李敏 (54)发明名称 一种基于实景三维地形的水体监测方法和 装置 (57)摘要 本发明提供了一种基于实景三维地形的水 体监测方法和装置， 涉及水体监测的技术领域， 包括： 获取待 监测区域的目标数据， 其中， 目标数 据包括： 水体边界矢量数据， 实景三维DEM数据和 水面高程数据； 基于实景三维DEM数据和水面高 程数据， 对水体边界矢量数据进行校正， 得到最 优水体边界数据； 基于水面高程数据和最优水体 边界数据， 对最优水体边界数据包含的区域内的 像素点进行插值处理， 得到最优 水体边界数据包 含的区域内的像素点的插值高程数据； 基于最优 水体边界数据包含的区域内的像素点的插值高 程数据、 实景三维DEM 数据和像素点的面积， 计算 出待监测区域的水体体积， 解决了现有水体监测 方法的监测精度较低的技 术问题。 权利要求书4页 说明书10页 附图2页 CN 114998530 B 2022.11.08 CN 114998530 B 1.一种基于实景三维地形的水体监测方法， 其特 征在于， 包括： 获取待监测区域的目标数据， 其中， 所述目标数据包括： 水体边界矢量数据， 实景三维 DEM数据和水面高程数据； 基于所述实景三维DEM数据和所述水面高程数据， 对所述水体边界矢量数据进行校正， 得到最优水体边界数据； 基于所述水面高程数据和所述最优水体边界数据， 对所述最优水体边界数据包含的区 域内的像素点进 行插值处理， 得到所述最优水体边界数据包含的区域内的像素点的插值高 程数据； 基于所述最优水体边界数据包含的区域内的像素点的插值高程数据、 所述实景三维 DEM数据和所述像素点的面积， 计算出 所述待监测区域的水体 体积； 其中， 基于所述实景三维DEM数据和所述水面高程数据， 对所述水体边界矢量数据进 行校正， 得到最优水体边界数据， 包括： 基于所述水体边界矢量数据和所述实景三维DEM数据， 构建边界高程栅格数据集， 并基 于所述边界高程 栅格数据集和所述水面高程数据确定出目标栅格和特定边界像素点； 删除所述边界高程栅格数据集中的目标栅格和特定边界像素点， 得到中间水体边界数 据； 基于所述水面高程数据， 对所述中间水体边界数据进行校正， 得到所述最优水体边界 数据； 其中， 基于所述实景三维DEM数据和所述水面高程数据， 确定出所述水体边界矢量数据 包含的区域内的特定边界像素点， 包括： 将所述水体边界矢量数据向外扩展预设尺寸， 得到目标 水体边界矢量数据； 对所述目标水体边界矢量数据和所述实景三维DEM数据进行叠加， 得到边界高程栅格 数据集； 其中， 基于所述边界高程栅格数据集和所述水面高程数据确定出目标栅格和特定边界 像素点， 包括： 对所述边界高程 栅格数据集进行自然分类， 得到分类结果； 基于所述分类结果和所述水面高程数据， 确定出目标高程范围； 将所述边界高程栅格数据集中高程值不处于所述目标高程范围内的栅格， 确定为所述 目标栅格； 基于所述实景三维DE M数据， 确定出 所述边界高程 栅格数据集对应的坡度； 将所述坡度大于预设坡度的像素点和河流湖泊出入口对应的像素点确定为所述特定 边界像素点； 其中， 基于所述水面高程数据， 对所述中间水体边界数据进行校正， 得到所述最优水 体边界数据， 包括： 添加步骤， 将所述中间水体边界数据中目标像素点添加至初始数据集中， 其中， 所述目 标像素点 为所述中间水体边界数据中任意 一个像素点； 计算步骤， 基于所述水面高程数据， 计算所述中间水体边界数据中目标像素点与所述 目标像素点的领域像素点之间的高程差； 判断步骤， 基于所述高程差， 确定出所述领域像素点中是否包含最终像素点， 其中， 所权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114998530 B 2述最终像素点为高程差最小值且所述最小值处于预设范围内的像素点， 和/或， 所述最 终像 素点为特定边界像素点； 第一执行步骤， 若判断结果为是， 则将所述最终像素点确定为所述目标像素点， 并重复 执行所述添加 步骤、 所述计算步骤和所述判断步骤， 并判断所述初始数据集是否构成闭合 水体边界， 或， 重复执 行次数是否超过最大像素点数阈值； 第二执行步骤， 若判断结果为否， 则将所述初始数据集中任意一个像素点， 确定为所述 目标像素点， 并重复执行所述添加步骤、 所述计算步骤和所述判断步骤， 并判断所述初始数 据集是否构成闭合水体边界， 或， 所述重复执 行次数是否超过最大像素点数阈值； 若所述初始数据集构 成闭合水体边界， 或， 所述重复执行次数超过最大像素点数阈值， 则将所述中间水体边界数据中除所述目标像素点以外的任意一个像素点确定为所述目标 像素点， 并重复执行所述添加步骤、 所述计算步骤、 所述判断步骤、 所述第一执行步骤和第 二执行步骤目标， 直至遍历所述中间水体边界数据中包 含的像素点； 计算各个初始数据集中各个第一像素点与所述各个第一像素点对应的第一最近像素 点之间的第一距离均值， 其中， 第一最近像素点为所述边界高程栅格数据集中包含的与所 述第一像素点距离最近的像素点； 计算所述边界高程栅格数据集中包含的各个第二像素点与所述各个第二像素点对应 的第二最近像素点之间的第二距离均值， 其中， 所述第二最近像素点各个初始数据集中包 含的与所述第二像素点距离最近的第一像素点； 将所述第一距离均值和所述第二距离均值之和的最小值对应的初始数据集确定为所 述最优水体边界数据。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 基于所述水面高程数据和所述最优水体边 界数据， 对所述最优水体边界数据包含的区域内的像素点进行插值处理， 得到所述最优水 体边界数据包 含的区域内的像素点的插值高程数据， 包括： 基于所述最优水体边界数据中包含的像素点的高程和所述水面高程数据， 构建样本 集； 基于所述样本集， 确定出所述最优水体边界数据包含的区域中的各个像素点在各个预 设方向上 的最近样本点， 其中， 所述最近样本点为所述样本集中与所述最优水体边界数据 包含的区域中的各个 像素点距离最近的像素点； 基于所述最优水体边界数据包含的区域中的各个像素点和所述各个预设方向上的最 近样本点的距离， 计算出 所述各个预设方向上的最近样本点的权 重值； 基于所述权重值， 计算出所述最优水体边界数据包含的区域内的像素点的插值高程数 据。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于，  基于所述最优水体边界数据包含的区域 内的像素点的插值高程数据、 所述 实景三维DEM数据和像素点的面积， 计算出所述待监测区 域的水体 体积， 包括： 基于所述最优水体边界数据包含的区域内的像素点的插值高程数据和所述实景三维 DEM数据， 计算出 所述最优水体边界数据包 含的区域内的像素点对应的水深； 基于所述最优水体边界数据包含的区域内的像素点对应的水深和所述像素点的面积， 计算出所述待监测区域的水体 体积。权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114998530 B 3