CN109816783B - 一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法，涉及测量测绘技术领域，该方法包括以下步骤：S1：随机获取任一指定目标点的方位；S2：构建指定目标点的三维模型；S3：从三维模型外侧获取预定数量测量点，获取测量点在三维模型三个轴面上的投影点；S4：判断投影点在三个轴面上的投影交点是否在同一个点上，若是，则执行步骤S5；否则，返回步骤S3；S5：获取测量点在三个轴面的投影交点并记录，作为新的目标点，执行步骤S2；S6：将记录的所有目标点进行连接，生成指定目标点周边的测绘模型。本发明一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法安全可行，测量稳定，测绘精确度高，测绘速度快，根据已知坐标进行扩散，得出精确度更高范围更广的三维模型。

Description

一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法

技术领域

本发明涉及测量测绘技术领域，

尤其是，本发明涉及一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法。

背景技术

地形图是一种重要的通用性地图，它是地物和地貌位置、形状等在特定水平面上的投影。具体来说，就是将地面上的地物和地貌沿铅垂线方向投影到投影面上，并按一定的比例尺缩绘而成。房屋作为重要地物，是各种地形图中的关键要素，其测绘的便捷性和精确性对于地形图至关重要。

近年来，采用无人机或者卫星成像进行大比例范围的大比例尺地形图测绘已成为全球测量领域内的热点研究。相较于传统地形图测绘方法，大比例尺测绘具有自动化程度高、影像分辨率高、视角丰富等优点，在作业效率方面具有显著优势，也大大降低了作业强度。

但是现有的测绘技术中，测绘的精确度十分依赖地形的可观测度，由于部分目标地形复杂，存在较多的不规则建筑或者树木之内的物体，测绘成型难度十分的高，且得到的测绘模型线条模糊甚至与现实差距较大，导致无法测绘或者精确度大大降低。

所以，如何设计一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法，成为我们当前急需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全可行，测量稳定，测绘精确度高，测绘速度快，可以根据已知坐标进行扩散扩大，最后得出精确度更高范围更广的三维模型的坐标扩散实现三维建模的测绘方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的：

一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法，该方法包括以下步骤：

S1：随机获取任一指定目标点的方位；

S2：构建指定目标点的三维模型；

S3：从所述三维模型外侧获取预定数量测量点，获取测量点在所述三维模型三个轴面上的投影点；

S4：判断所述投影点在三个轴面上的投影交点是否在同一个点上，若是，则执行步骤S5；否则，返回步骤S3；

S5：获取测量点在三个轴面的投影交点并记录，投影交点作为新的目标点，执行步骤S2；

S6：将记录的所有目标点进行连接，生成指定目标点周边的测绘模型。

作为本发明的优选，执行步骤S1时，所述指定目标点为建筑、物体或者山坡。

作为本发明的优选，执行步骤S2具体为，根据多视倾斜影像，构建指定目标点的三维模型。

作为本发明的优选，执行步骤S3时，获取测量点的数量至少为两个。

作为本发明的优选，执行步骤S3之前，设定测量点获取预定数量值。

作为本发明的优选，步骤S4具体包括：

S41：获取其中一个测量点在三个轴面上的投影点以及投影线及投影线交点，记录为预定点；

S42：获取另一测量点在三个轴面上的投影点以及投影线及投影线交点，记录为对比点；

S43：判断对比点与预定点是否为同一个点，若是，则执行步骤S5，否则，执行步骤S44；

S44：判断测量点是否计算完毕，若是，则返回步骤S3，否则，继续执行步骤S42。

作为本发明的优选，执行步骤S5时，新的目标点即为预定点。

作为本发明的优选，执行步骤S5时，将预定点进行记录和存储。

作为本发明的优选，执行步骤S6时，将记录的所有目标点按照生成的顺序进行连接。

作为本发明的优选，执行步骤S6之后，将生成指定目标点周边的测绘模型信息进行存储。

本发明一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法有益效果在于：安全可行，测量稳定，测绘精确度高，测绘速度快，可以根据已知坐标进行扩散扩大，最后得出精确度更高范围更广的三维模型。

附图说明

图1为本发明一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法的流程示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的模块和步骤的相对布置和步骤不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中的流程并不仅仅是单独进行，而是多个步骤相互交叉进行。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法及系统可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法及系统应当被视为授权说明书的一部分。

近年来，采用无人机或者卫星成像进行大比例范围的大比例尺地形图测绘已成为全球测量领域内的热点研究。相较于传统地形图测绘方法，大比例尺测绘具有自动化程度高、影像分辨率高、视角丰富等优点，在作业效率方面具有显著优势，也大大降低了作业强度。

但是现有的测绘技术中，测绘的精确度十分依赖地形的可观测度，由于部分目标地形复杂，存在较多的不规则建筑或者树木之内的物体，测绘成型难度十分的高，且得到的测绘模型线条模糊甚至与现实差距较大，导致无法测绘或者精确度大大降低。

实施例一

如图1所示，仅为本发明的其中一个实施例，本发明提供一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法，该方法包括以下步骤：

一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法，该方法包括以下步骤：

S1：随机获取任一指定目标点的方位；

本发明中采用已知坐标进行向周围的扩散，获取其他更多点的坐标，从而获取范围内的所有坐标连线，产生边缘轮廓从而绘制成模型。

那么对初始选点的要求极低，仅仅需要获取待绘制地区任一可观测点即可，将此点作为初始的制定目标点进行作业。

需要注意的是，初始的目标点可以是无人机或者卫星成像选取，也可以直接在电脑中输入已知坐标进行绘制。

S2：构建指定目标点的三维模型；

构建任意选取的目标点的三维模型，实际上，根据多视倾斜影像，构建指定目标点的三维模型，获取的三维模型更加准确，延伸方向更明确，方便下一步S3的轴面的选取作业。

S3：从所述三维模型外侧获取预定数量测量点，获取测量点在所述三维模型三个轴面上的投影点；

在这里，需要同时计算两个方面：

一是获取预定数量测量点；

在本发明中，在执行步骤S3时，获取测量点的数量至少为两个，根据实际测量难度和需要测量精度来选取测量点及数量，例如若是测量地区测量难度高，且需要测量的精度要求高，那么获取测量点的数量为三个甚至四个，反之，若是测量地区测量难度低，且需要测量的精度要求低，那么获取测量点的数量仅为两个即可。

当然在实际测量点选取中，测量点选取具有较高的随机性，只需要保证不同的测量点尽可能的处于不同的基准面上且相互距离较大即可。

二是测量所述测量点在所述三维模型三个轴面上的投影点；

在这里三维模型具有三个轴面，一个是通过多视倾斜影像获取的指定目标点的所处平面，二是所测量地区的地面基准面，三是随机生成一个通过所述制定目标点的轴面。

一个测量点在三个轴面上共有三个投影点，将投影点坐标进行标识出来，作为计算数据进行存储。

S4：判断所述投影点在三个轴面上的投影交点是否在同一个点上，若是，则执行步骤S5；否则，返回步骤S3；

在这里需要计算多个投影点在三个轴面上的投影交点是否在同一个点上，由于第三个轴面是随机生成的轴面，那么第三个投影点具有较大的不确定性，若是在同一个点上，说明测量点有效，且第三个轴面生成有效。反之，则说明测量点和第三轴面生成错误，或者得到的测量点距离目标点过远，测量点与目标点之间地形无法延伸。

尤其是步骤S4具体包括：

S41：获取其中一个测量点在三个轴面上的投影点以及投影线及投影线交点，记录为预定点；

S42：获取另一测量点在三个轴面上的投影点以及投影线及投影线交点，记录为对比点；

S43：判断对比点与预定点是否为同一个点，若是，则执行步骤S5，否则，执行步骤S44；

S44：判断测量点是否计算完毕，若是，则返回步骤S3，否则，继续执行步骤S42。

而且存在测量点多于两个的情况（测量地区测量难度高，且需要测量的精度要求高），那么需要将所有测量点全部计算一遍，若有任意两个投影交线汇聚成同一个点上，均可表明第三轴面生成有效，反之，若没有任意两个投影交线汇聚成同一个点，则第三轴面生成无效。

当两个以上测量点最后绘制出来的投影交点为同一个点时，那么表明第三轴面生成有效，投影交点也计算无误，可以进行步骤S5，反之，需要再次选取测量点。

S5：获取测量点在三个轴面的投影交点并记录，投影交点作为新的目标点，执行步骤S2；

在第三轴面生成有效，投影交点也计算无误的情况下，表明选取的交点处于带测绘的地区一个基准面上，那么此点作为绘制目标点，且可以根据此点进一步向四周扩散寻取更多的绘制点。

此第三轴面可以进行记录。

且需要注意的是，新的目标点存在两种可能，一是可观测点，二是不可观测点，若是可观测点，那么正常按照步骤S2至S5执行即可。若是不可观测点，新的目标点建立三维模型时，建立的三个轴面中第一个轴面即获取的指定目标点的所处平面为不可观察，那么可以将新的目标点生成期间随机生成的第三轴面进行替代。

S6：将记录的所有目标点进行连接，生成指定目标点周边的测绘模型。

重复步骤S2至步骤S5，不停获取新的目标点，将所有的目标点按照生成时间顺序进行连接，得到最后的测绘模型。

本发明一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法不仅安全可行无需实地作业，测量稳定，测绘精确度高，测绘速度快，可以根据已知坐标进行扩散扩大，最后得出精确度更高范围更广的三维模型。

实施例二

仍如图1所示，依然为本发明的其中一个实施例，为了使得本发明一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法更加的操作稳定，测绘更准确便捷，本发明中还具有以下几个设计：

首先，执行步骤S1时，待测区域为建筑、物体或者山坡。采用本发明所述的测绘方法，可以满足较复杂地形下的不可见部分的测绘作业，甚至可以是岩石、树木等等不规则物体上的某一个点，从而进行建筑、物体或者山坡等等待测区域的测绘作业。

还有，执行步骤S3之前，设定测量点获取预定数量值。根据实际测量难度和需要测量精度来选取测量点及数量。

然后，执行步骤S5时，新的目标点即为预定点，步骤S41中生成的投影交点即为预定点，一旦得到另外任一测量点生成的投影交点与之重合，则所述预定点即可确定为新的目标点。

当然，执行步骤S5时，将预定点进行记录和存储。

最后，执行步骤S6时，将记录的所有目标点按照先后的生成的顺序进行连接。

而且，执行步骤S6之后，将生成指定目标点周边的测绘模型信息进行存储。

本发明一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法安全可行，测量稳定，测绘精确度高，测绘速度快，可以根据已知坐标进行扩散扩大，最后得出精确度更高范围更广的三维模型。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：随机获取待测区域任一指定目标点的方位；

S2：构建目标点的三维模型；

S3：从所述三维模型外侧获取预定数量测量点，获取测量点在所述三维模型三个轴面上的投影点；

S4：判断所述投影点在三个轴面上的投影交点是否在同一个点上，若是，则执行步骤S5；否则，返回步骤S3；

S5：获取测量点在三个轴面的投影交点并记录，将投影交点作为新的目标点，重复执行步骤S2至S5；

S6：将记录的所有目标点进行连接，生成指定目标点周边的测绘模型。

2.根据权利要求1所述的一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法，其特征在于：

执行步骤S1时，所述待测区域为墙体、建筑、物体或者山坡。

3.根据权利要求1所述的一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法，其特征在于：

执行步骤S2具体为，根据多视倾斜影像，构建指定目标点的三维模型。

4.根据权利要求1所述的一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法，其特征在于：

执行步骤S3时，获取测量点的数量至少为两个。

5.根据权利要求1所述的一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法，其特征在于：

执行步骤S3之前，设定测量点获取预定数量值。

6.根据权利要求4所述的一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法，其特征在于，步骤S4具体包括：

S41：获取其中一个测量点在三个轴面上的投影点以及投影线及投影线交点，记录为预定点；

S42：获取另一测量点在三个轴面上的投影点以及投影线及投影线交点，记录为对比点；

S43：判断对比点与预定点是否为同一个点，若是，则执行步骤S5，否则，执行步骤S44；

S44：判断测量点是否计算完毕，若是，则返回步骤S3，否则，继续执行步骤S42。

7.根据权利要求6所述的一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法，其特征在于：

执行步骤S5时，新的目标点即为预定点。

8.根据权利要求7所述的一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法，其特征在于：

执行步骤S5时，将预定点进行记录和存储。

9.根据权利要求1所述的一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法，其特征在于：

执行步骤S6时，将记录的所有目标点按照生成的顺序进行连接。

10.根据权利要求1所述的一种坐标扩散实现三维建模的测绘方法，其特征在于：

执行步骤S6之后，将生成指定目标点周边的测绘模型信息进行存储。

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