CN108537884A - 一种确定区域的方法以及相关设备 - Google Patents

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胡立伟
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Abstract

本申请实施例提供了一种确定区域的方法以及相关设备，用于在建筑物屋顶确定可以安置屋顶光伏电站的目标区域，提高确定目标区域的效率以及精度。本申请实施例方法包括：获取测绘成果数据，该测绘成果数据为对目标建筑物经过测绘得到的数据；根据该测绘成果数据中的目标节点确定目标切割面；根据该目标切割面对该目标建筑物上的目标遮挡物进行切割，以分别得到建筑物主体与该目标遮挡物，该目标遮挡物为该目标建筑物顶部的遮挡物；确定该建筑物主体的目标阴影，该目标阴影为该目标遮挡物在该建筑物主体上产生的阴影；确定该建筑物主体的顶部除该目标阴影外的区域为目标区域，该目标区域为布置屋顶光伏电站的区域。

Description

一种确定区域的方法以及相关设备
技术领域
本申请涉及电机领域，特别涉及一种确定区域的方法以及相关设备。
背景技术
随着科技的发展，生活中越来越多的电子产品需要使用电能才能正常运行，无论生产或生活对电能的需求都越来越大。因此，为增加电能的产量，越来越多的产生电能的方式应用在日常中，光伏发电即为新能源的一种。
因光伏发电需要使用光能，因此大部分光伏发电站都处于日照强度较大的区域，屋顶光伏发电站是一种布置在屋顶的光伏发电站，既能合理利用屋顶区域，又能实现光伏发电，因此越来越多的屋顶光伏发电站需要安置。而对于屋顶光伏发电站的安装，需要进行实际测绘，包括测量建筑物的高度宽度等参数，之后还需要对建筑物进行建模以及人为划定障碍物区域，花费时间较长且精度不高，实现复杂，从而导致成本提高。
发明内容
本申请实施例提供了一种确定区域的方法以及相关设备，用于在建筑物屋顶确定可以安置屋顶光伏电站的目标区域，提高确定目标区域的效率以及精度。
有鉴于此，本申请第一方面提供一种确定区域的方法，包括：
获取测绘成果数据，该测绘成果数据为对目标建筑物经过测绘得到的数据；
根据该测绘成果数据中的目标节点确定目标切割面；
根据该目标切割面对该目标建筑物上的目标遮挡物进行切割，以分别得到建筑物主体与该目标遮挡物，该目标遮挡物为该目标建筑物顶部的遮挡物；
确定该建筑物主体的目标阴影，该目标阴影为该目标遮挡物在该建筑物主体上产生的阴影；
确定该建筑物主体的顶部除该目标阴影外的区域为目标区域，该目标区域为布置屋顶光伏电站的区域。
可选地，在一些可能的实施方式中，该测绘成果数据包括：数字表面模型(DigitalSurface Model，DSM)数据和/或倾斜摄影模型数据。
可选地，在一些可能的实施方式中，该目标节点为该建筑物上屋顶平面、女儿墙与该建筑外墙平面的交点。
可选地，在一些可能的实施方式中，该确定该目标建筑物的太阳全年运动轨迹，包括：
获取该目标建筑物的太阳全年运动轨迹；
根据该太阳全年运动轨迹确定该目标建筑物的目标阴影；
可选地，在一些可能的实施方式中，在该确定该建筑物顶部除该目标阴影外的区域为目标区域之后，该方法还包括：
根据该目标区域以及布置在该目标区域的该屋顶光伏电站生成存储数据；
将该存储数据保存在数据库中。
本申请第二方面提供一种确定区域装置，包括：
获取单元，用于获取测绘成果数据，该测绘成果数据为对目标建筑物经过测绘得到的数据；
切割面确定单元，用于根据该测绘成果数据中的目标节点确定目标切割面；
切割单元，用于根据该目标切割面对该目标建筑物上的目标遮挡物进行切割，以分别得到建筑物主体与该目标遮挡物，该目标遮挡物为该目标建筑物顶部的遮挡物；
阴影确定单元，用于确定该目标建筑物的目标阴影，该目标阴影为该目标遮挡物在该建筑物主体上产生的阴影；
第二目标确定单元，用于确定该目标建筑物的顶部除该目标阴影外的区域为目标区域，该目标区域为布置屋顶光伏电站的区域。
可选地，在一些可能的实施方式中，该测绘成果数据包括：DSM数据、倾斜摄影模型数据。
可选地，在一些可能的实施方式中，该目标节点为该建筑物上屋顶平面、女儿墙与该建筑外墙平面的交点。
可选地，在一些可能的实施方式中，所述切割面确定单元，具体用于：
获取所述目标建筑物所在地的太阳全年运动轨迹；
根据所在地的太阳全年运动轨迹确定所述目标建筑物的目标阴影；
可选地，在一些可能的实施方式中，所述确定区域装置还包括：
生成单元，用于在所述确定所述建筑物顶部除所述目标阴影外的区域为目标区域之后，根据所述目标区域以及布置在所述目标区域的所述屋顶光伏电站生成存储数据；
存储单元，用于将所述存储数据保存在数据库中。
本申请第三方面提供一种计算机装置，可以包括：
处理器、存储器、总线以及输入输出接口，该处理器、该存储器与该输入输出接口通过该总线连接；
该存储器，用于存储程序代码；
该处理器调用该存储器中的程序代码时执行本申请第一方面提供的方法的步骤。
本申请实施例第四方面提供一种存储介质，需要说明的是，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产口的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，用于储存为上述设备所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述第一方面为确定区域装置所设计的程序。
该存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文缩写ROM，英文全称：Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(英文缩写：RAM，英文全称：Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请实施例第五方面提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机软件指令，该计算机软件指令可通过处理器进行加载来实现上述第一方面中任意一项的确定区域的方法中的流程。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
在本申请实施例中，在对目标建筑物进行测绘后，根据测绘成果数据进行建筑物主体与遮挡物的切割，然后对建筑物主体上的目标阴影进行计算，计算得到目标阴影后，确定建筑物主体顶端上除该目标阴影外的区域为目标区域，且可以在该目标区域布置屋顶光伏电站，使该屋顶光伏电站保持光照，不被遮挡物遮挡光照，提高光伏电站的工作效率。且在对阴影进行计算时，无需人工进行测量，可以减少人工测量产生的误差，提高对目标区域进行计算时的精度。
附图说明
图1为本申请实施例中确定区域的方法的一种实施例示意图；
图2为本申请实施例中确定区域的方法的另一种实施例示意图；
图3为本申请实施例中确定区域的方法的确定切割面示意图；
图4为本申请实施例中确定区域的方法的进行切割示意图；
图5为本申请实施例中确定区域的方法的投影示意图；
图6为本申请实施例中确定区域的方法的确定目标区域的示意图；
图7为本申请实施例中确定区域装置的一个实施例示意图；
图8为本申请实施例中确定区域装置的另一个实施例示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种确定区域的方法以及相关设备，用于在建筑物屋顶确定可以安置屋顶光伏电站的目标区域，提高确定目标区域的效率以及精度。
在安置屋顶光伏电站之前，首先要确定建筑物屋顶上能直接接受光照的区域，避开阴影区，以此提高屋顶光伏电站的工作效率。而在确定目标区域之前，需要对目标建筑物进行测量，例如，拍照以及人工测量等，然后对目标建筑物进行建模。在完成目标建筑物的建模之后，需要对目标建筑物的屋顶的遮挡物区域进行规划，使光伏发电布置在光照区域。对屋顶障碍物区域进行规划的具体方式可以是对遮挡物的高度宽度等进行测量计算或认为划定遮挡物区域等，实现复杂，耗费的时间成本较大，且屋顶情况较复杂的场景难以实施。因此，为提高确定目标区域的效率，本申请通过直接计算的方式确定目标区域，且可以提高目标区域的精度，使屋顶光伏电站的布置更能合理利用光能。本申请实施例提供的确定区域的方法的流程图如图1所示，可以包括：
101、获取测绘成果数据；
首先获取测绘结果，包括通过摄像设备或雷达等对目标建筑物进行测绘，得到测绘成果数据，该测绘成果数据中可以包括目标建筑物的基础数据，包括目标建筑物的长度、高度形状等数据。
102、根据测绘成果数据中的目标节点确定目标切割面；
然后根据测绘成果数据中的目标节点确定目标切割面，该目标节点可以是目标建筑物外墙、女儿墙以及屋顶平面的交点，该目标切割面为根据目标节点得到，即确定对目标建筑物的屋顶平面进行切割。其中，女儿墙是目标建筑物屋顶边缘的矮墙，主要作用除维护安全外，亦会在底处施作防水压砖收头，以避免防水层渗水、或是屋顶雨水漫流等。
103、根据目标切割面对目标建筑物上的目标遮挡物进行切割；
根据目标切割面对目标建筑物上的目标遮挡物进行切割，以得到建筑主体以及目标遮挡物，该目标遮挡物可以为目标建筑物的屋顶上的遮挡物，建筑物主体即目标遮挡物去掉屋顶上的遮挡物后的建筑物，即将建筑物主体与顶部的目标遮挡物分别单体化，使单体化后的建筑物主体与目标遮挡物可以用于计算目标区域。
104、确定建筑物主体的目标阴影；
在切割完建筑物主体以及目标遮挡物后，在建筑物主体的顶部，即屋顶计算目标遮挡物产生的阴影的区域，可通过对该区域的目标遮挡物以及全年的光照方位，确定建筑物主体上的目标阴影区域。该目标阴影可以是目标建筑物在一年之中的遮挡物遮挡住光照产生阴影的区域。
105、确定建筑物顶部除目标阴影外的区域为目标区域。
在确定目标阴影后，除该目标阴影外的区域及为目标区域，可以在该目标区域布置屋顶光伏电站，且可以保障该屋顶光伏电站处于日照区域，不被遮挡物挡住光照，使屋顶光伏电站充分接收光照，提高屋顶光伏电站的转化效益。
在本申请实施例中，在对目标建筑物进行测绘后，根据测绘成果数据进行建筑物主体与遮挡物的切割，然后对建筑物主体上的目标阴影进行计算，计算得到目标阴影后，确定建筑物主体顶端上除该目标阴影外的区域为目标区域，且可以在该目标区域布置屋顶光伏电站，使该屋顶光伏电站保持光照，不被遮挡物遮挡光照，提高光伏电站的工作效率。且在对阴影进行计算时，无需人工进行测量，可以减少人工测量产生的误差，提高对目标区域进行计算时的精度。
前述对本申请实施例提供的确定区域的方法的流程进行了说明，更进一步地，下面以具体的实施方式对本申请实施例提供的确定区域的方法作更进一步低说明，请参阅图2，本申请实施例中确定区域的方法的另一种实施例示意图，可以包括：
201、导入测绘成果数据；
首先可以导入测绘成果数据，可以是将无人机倾斜、正摄或激光雷达等设备形成的地表高程信息模型(digital surface model，DSM)数据、倾斜摄影模型数据或DEM数据等测绘成果数据导入地理信息系统(geographic information system，GIS)平台的三维成图插件中。
202、通过目标节点绘制单体化所需的目标切割面；
可以通过GIS平台中的三维成图插件选取屋顶平面上的目标节点，即屋顶平面、女儿墙与目标建筑物外墙的交点，如图3所示，可以确定屋顶平面、女儿墙与目标建筑物外墙的交点，并在该目标节点形成建筑物底平面，即目标切割面。如图4所示，包括去掉遮挡物的建筑物主体。
203、将目标建筑物和屋顶上遮挡物分布进行切割；
以该建筑物底平面，即目标切割面以及屋顶平面对DEM模型进行切割，并在切割完成后分别得到建筑物主体与目标建筑物屋顶上的遮挡物，即目标遮挡物，实现建筑物主体与遮挡物的单体化。
204、输入日照窗口小时数；
随后确定日照窗口小时数N，该日照窗口小时数N即每天或每年中太阳照射目标建筑物的时长。
205、分析遮挡物并投影全年阴影；
根据日照窗口小时数N，通过光照分析插件，例如，ABD或Revit等建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)软件或GIS软件中的相应模块等，将目标建筑物屋顶上遮挡物在目标建筑物的屋顶平面对投影太阳在一年中每天的各时段所形成的阴影。
如图5所示，即为进行投影后的建筑物主体，可以投影遮挡物在建筑物主体上产生的阴影，通过模拟投影的方式确定阴影，可以避免人工规划引起的误差，且相对于人工规划效率更高。
206、将投影后未产生阴影的区域作为目标区域；
在目标建筑物屋顶上遮挡物在目标建筑物的屋顶平面对投影太阳在一年中每天的各时段所形成的阴影后，可以获知建筑物主体上的阴影区域，那么，未产阴影的区域即为目标区域，可用于布置光伏电站。
207、在目标区域布置屋顶光伏电站；
在确定目标区域后，即可使用GIS系统中自带三维光伏模型库进行布置，或输入三维光伏设计软件中进行布置，形成光伏项目的三维BIM模型。如图6所示，在建筑物顶部未产生阴影的区域布置屋顶光伏电站。可以快速筛选出可以布置屋顶光伏电站的区域，避免了重新建模或转化为等高线等耗费大量时间的步骤。
208、将布置好的屋顶光伏电站存储在GIS系统中。
将布置好的屋顶光伏电站存储在GIS系统中，以便后续再对各项目进行统一管理。
因此，布置完成后的光伏电站自动储存在GIS平台中，在GIS系统中形成已设计的各光伏电站BIM数据库，省去了GIS系统、BIM软件或其他光伏设计软件互导的过程，避免了各软件间的不兼容性所带来的问题。
在本申请实施方式中，通过目标建筑物上的目标节点绘制平面，并用目标建筑物的屋顶平面和建筑物底平面对DEM模型进行切割，将建筑物主体与其上部遮挡物分别单体化，再通过光照分析软件将一年中遮挡物在屋顶平面的阴影进行投影，将未遮挡区域设置为光伏组件布置区域。这种方式省去了对光伏组件的布置范围与遮挡物区域进行人为划定的工作，避免了人工划定范围所造成的错漏，同时避免了重新建模或转化为等高线等耗费大量时间的步骤。且本申请实施方式主要采用单体化建模，对系统占用小，能极大提升同时处理的障碍物数量。此外，全流程基于GIS地理信息系统，在GIS平台中完成光伏电站三维BIM系统的建立，省去了GIS系统、BIM软件或其他光伏设计软件互导的过程，避免了各软件间的不兼容性所带来的问题。
前述对本申请提供的确定区域的方法进行了详细说明，下面对本申请提供的装置进行说明，请参阅图7，本申请实施例中确定区域装置的一个实施例示意图，包括：
获取单元701，用于获取测绘成果数据，该测绘成果数据为对目标建筑物经过测绘得到的数据；
切割面确定单元702，用于根据该测绘成果数据中的目标节点确定目标切割面；
切割单元703，用于根据该目标切割面对该目标建筑物上的目标遮挡物进行切割，以分别得到建筑物主体与该目标遮挡物，该目标遮挡物为该目标建筑物顶部的遮挡物；
阴影确定单元704，用于确定该目标建筑物的目标阴影，该目标阴影为该目标遮挡物在该建筑物主体上产生的阴影；
区域确定单元705，用于确定该目标建筑物的顶部除该目标阴影外的区域为目标区域，该目标区域为布置屋顶光伏电站的区域。
可选地，在一些可能的实施方式中，该测绘成果数据包括：地表高程信息模型DSM数据、倾斜摄影模型数据以及数字高程模型DEM数据。
可选地，在一些可能的实施方式中，该目标节点为该建筑物上屋顶平面、女儿墙与该建筑外墙平面的交点。
可选地，在一些可能的实施方式中，该切割面确定单元702，具体用于：
获取该目标建筑物的所在地的太阳全年运动轨迹；
根据该所在地的太阳全年运动轨迹确定该目标建筑物的目标阴影；
可选地，在一些可能的实施方式中，该确定区域装置还包括：
生成单元706，用于在该确定该建筑物顶部除该目标阴影外的区域为目标区域之后，根据该目标区域以及布置在该目标区域的该屋顶光伏电站生成存储数据；
存储单元707，用于将该存储数据保存在数据库中。
请参阅图8，本申请实施例中确定区域装置的另一个实施例示意图，包括：
中央处理器(central processing units，CPU)801，存储介质802，电源803，存储器804，输入输出接口805，应理解，本申请实施例中的CPU可以是一个，也可以是多个，输入输出接口可以是一个，也可以是多个，具体此处不作限定。电源803可以为稳态检测装置提供工作电源，存储器804和存储介质803可以是短暂存储或持久存储，存储介质中存储了指令，当CPU可以根据该存储器中的指令执行前述图1至图6实施例中的具体步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请图1至图6各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种确定区域的方法，其特征在于，包括：
获取测绘成果数据，所述测绘成果数据为对目标建筑物经过测绘得到的数据；
根据所述测绘成果数据中的目标节点确定目标切割面；
根据所述目标切割面对所述目标建筑物上的目标遮挡物进行切割，以分别得到建筑物主体与所述目标遮挡物，所述目标遮挡物为所述目标建筑物顶部的遮挡物；
确定所述建筑物主体的目标阴影，所述目标阴影为所述目标遮挡物在所述建筑物主体上产生的阴影；
确定所述建筑物主体的顶部除所述目标阴影外的区域为目标区域，所述目标区域为布置屋顶光伏电站的区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测绘成果数据包括：数字表面模型DSM数据和/或倾斜摄影模型数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标节点为所述建筑物上屋顶平面、女儿墙与所述建筑外墙平面的交点。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述目标建筑物的目标阴影，包括：
获取所述目标建筑物所在地的太阳全年运动轨迹；
根据所述太阳全年运动轨迹确定所述目标建筑物的目标阴影。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述确定所述建筑物主体顶部除所述目标阴影外的区域为目标区域之后，所述方法还包括：
根据所述目标区域以及布置在所述目标区域的所述屋顶光伏电站生成存储数据；
将所述存储数据保存在数据库中。
6.一种确定区域装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取测绘成果数据，所述测绘成果数据为对目标建筑物经过测绘得到的数据；
切割面确定单元，用于根据所述测绘成果数据中的目标节点确定目标切割面；
切割单元，用于根据所述目标切割面对所述目标建筑物上的目标遮挡物进行切割，以分别得到建筑物主体与所述目标遮挡物，所述目标遮挡物为所述目标建筑物顶部的遮挡物；
阴影确定单元，用于确定所述目标建筑物的目标阴影，所述目标阴影为所述目标遮挡物在所述建筑物主体上产生的阴影；
区域确定单元，用于确定所述目标建筑物的顶部除所述目标阴影外的区域为目标区域，所述目标区域为布置屋顶光伏电站的区域。
7.根据权利要求6所述的确定区域装置，其特征在于，所述测绘成果数据包括：DSM数据和/或倾斜摄影模型数据。
8.根据权利要求7所述的确定区域装置，其特征在于，所述目标节点为所述建筑物上屋顶平面、女儿墙与所述建筑外墙平面的交点。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的确定区域装置，其特征在于，所述切割面确定单元，具体用于：
获取所述目标建筑物的太阳全年运动轨迹；
根据所述太阳全年运动轨迹确定所述目标建筑物的目标阴影。
10.根据权利要求9所述的确定区域装置，其特征在于，所述确定区域装置还包括：
生成单元，用于在所述确定所述建筑物顶部除所述目标阴影外的区域为目标区域之后，根据所述目标区域以及布置在所述目标区域的所述屋顶光伏电站生成存储数据；
存储单元，用于将所述存储数据保存在数据库中。
11.一种计算机装置，其特征在于，包括：
处理器、存储器、总线以及输入输出接口；
所述存储器中存储有程序代码；
所述处理器调用所述存储器中的程序代码时执行权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至5中任意一项所述的方法。
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