CN109858176B - 基于高空摄影采集技术的城市三维模型构造系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于高空摄影采集技术的城市三维模型构造系统,包括航空数据收取模块、摄影勘察单元、数据对应单元、数据暂存单元、数据建模单元、中央处理单元、显示模块、存储模块和数据补足模块；航空数据收取模块为借助航拍器在空中采集待测区域的高清航拍照片，并对高清航拍照片做相关处理。本发明通过航空数据收取模块采集高清航拍照片并处理，摄影勘察单元测量建筑数据信息，中央处理单元将建筑标识和对应位置信息传输到数据补足模块，数据建模单元接收补充的建筑印记和模型具体信息并填充到三维模型内形成新的三维模型，使环境更为详实，丰富城市管理、规划的手段与方法，从而保证数字城市与城市建设同步更新。

Description

基于高空摄影采集技术的城市三维模型构造系统

技术领域

本发明属于三维城市信息模型领域，涉及建模技术，具体是基于高空摄影采集技术的城市三维模型构造系统。

背景技术

三维数字地图是利用虚拟现实技术而建立的三维模型，它运用多媒体技术和三维可视化技术将图形、图像、文字、声音等纳入到统一的窗口系统下应用，使其具有虚拟、动态、交互和网络特征，是空间数据应用技术发展的重要方向之一；建立健全的城市三维空间信息标准化体系，有利于加强三维空间信息成果的管理和应用，避免由于建设技术多样性，导致三维空间信息成果的格式、内容、数据精度等无法统一，避免今后的数据共享和应用方面的困境。

通过摄影测量技术使规划内容与周边环境的关系更加清晰，通过城市三维模型，可以生成一个以三维视觉、听觉和触觉的环境，使用户利用系统提供的人机对话工具，同虚拟环境中的物体交互操作，使用规划环境置身于现实环境之中，可使规划成果可视化，可为政府相关规划方案的设计、修改以及最后的实施提供有效辅助。现提供一种基于高空摄影采集技术的城市三维模型构造系统，使环境更为详实，丰富城市管理、规划的手段与方法。

发明内容

本发明的目的在于提供基于高空摄影采集技术的城市三维模型构造系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于高空摄影采集技术的城市三维模型构造系统，包括航空数据收取模块、摄影勘察单元、数据对应单元、数据暂存单元、数据建模单元、中央处理单元、显示模块、存储模块和数据补足模块；

其中，所述航空数据收取模块为借助航拍器在空中采集航拍数据，所述航拍数据为待测区域的高清航拍照片，并对高清航拍照片做相关处理，具体处理步骤如下：

步骤一：对高清航拍照片内建筑位置进行一一识别，获取到其具体为何种建筑，并将其打上建筑标记；建筑标记为表示其为何处建筑；

步骤二：借助航拍器获取到各个建筑的位置信息，具体位置信息表示为采用经纬度来表示建筑具体位置；

步骤三：建立空白模型库模板，结合建筑标记和对应建筑位置信息，在空白地图库模板上的相应位置标注建筑标记形成建筑模板；建筑标记标记为建筑的底层中心点位置；

所述摄影勘察单元用于测量每一栋建筑的具体建筑数据信息得到模型具体信息和对应的建筑印记；

所述航空数据收取模块用于将建筑模板传输到数据对应单元，所述摄影勘察单元用于将模型具体信息和对应的建筑印记传输到数据对应单元；所述数据对应单元用于根据建筑印记和建筑标识将模型具体信息与建筑模板一一匹配对应，所述数据对应单元用于将建筑模板和与之对应的模型具体信息融合形成建模信息；

所述数据对应单元用于将建模信息传输到数据建模单元，所述数据建模单元接收到数据对应单元传输的建模信息并进行建模处理得到三维模型，

所述数据建模单元用于将三维模型传输到中央处理单元，所述中央处理单元用于将三维模型传输到显示模块进行实时显示，所述中央处理单元用于将三维模型传输到存储模块进行实时存储。

进一步地，所述数据对应单元在未匹配到与建筑标识一致的建筑印记时，会获取到建筑标识对应建筑的位置信息，所述数据对应单元用于向中央处理单元传输建筑标识和对应的位置信息；所述中央处理单元用于将建筑标识和对应位置信息传输到数据补足模块，所述数据补足模块用于补充建筑标识对应的模型具体信息并将模型具体信息打上对应建筑印记，所述数据补足模块用于将模型具体信息和对应建筑印记返回数据暂存单元；

所述数据对应单元用于自动从数据暂存单元获取与建筑标识一致的建筑印记对应的模型具体信息，所述数据对应单元用于将建筑印记和模型具体信息传输到数据建模单元，所述数据建模单元用于接收补充的建筑印记和模型具体信息并填充到三维模型内形成新的三维模型，所述数据建模单元将新的三维模型标记为三维模型并将三维模型传输到中央处理单元，所述中央处理单元用于将三维模型传输到存储模块进行实时存储。

进一步地，所述摄影勘察单元测量每一栋建筑的具体建筑数据信息的具体过程如下：

S1：利用测量工具测量建筑的具体三维坐标信息，具体为首先将建筑底层中心位置点为坐标原点，利用工具获取到建筑轮廓的三维数据坐标，将三维数据坐标整合为建筑坐标信息；

S2：利用拍摄工具拍摄建筑外观图片，将外观图片进行颜色分类；

S3：将同一颜色划分为一个色域，将色域的坐标范围获取，结合色域和坐标范围形成色域信息，色域信息包括具体颜色和色域坐标范围；

S4：将色域信息和建筑坐标信息融合形成模型具体信息，并将模型具体信息打上建筑印记；建筑印记与建筑标识一一对应。

进一步地，所述数据建模单元进行建模处理的具体处理步骤为：

SS1：读取建模信息内的建筑模板，之后将模型具体信息内的建筑印记与建筑模板上的建筑标识进行比对；

SS2：比对到与建筑标识一致的建筑印记对应的模型具体信息，将模型具体信息放置在建筑模板内的建筑标识对应位置；

SS3：以建筑标识点为原点建立三维坐标系，读取到模型具体信息内的三维数据坐标建立建筑外形；

SS4：结合色域信息在建筑外形上填充颜色形成三维模型。

本发明的有益效果：

本发明通过航空数据收取模块采集高清航拍照片，并对高清航拍照片做相关处理，通过摄影勘察单元测量每一栋建筑的具体建筑数据信息，中央处理单元将建筑标识和对应位置信息传输到数据补足模块，数据补足模块补充建筑标识对应的模型具体信息并将模型具体信息打上对应建筑印记，数据补足模块将模型具体信息和对应建筑印记返回数据暂存单元，数据建模单元接收补充的建筑印记和模型具体信息并填充到三维模型内形成新的三维模型，有效提高工作效率及互动效果，使环境更为详实，丰富城市管理、规划的手段与方法，从而保证数字城市与城市建设同步更新，保障城市现状模型的现势性。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

如图1所示，基于高空摄影采集技术的城市三维模型构造系统，包括航空数据收取模块、摄影勘察单元、数据对应单元、数据暂存单元、数据建模单元、中央处理单元、显示模块、存储模块和数据补足模块；

其中，所述航空数据收取模块为借助航拍器在空中采集航拍数据，所述航拍数据为待测区域的高清航拍照片，并对高清航拍照片做相关处理，具体处理步骤如下：

步骤一：对高清航拍照片内建筑位置进行一一识别，获取到其具体为何种建筑，并将其打上建筑标记；建筑标记为表示其为何处建筑；

步骤二：借助航拍器获取到各个建筑的位置信息，具体位置信息表示为采用经纬度来表示建筑具体位置；

步骤三：建立空白模型库模板，结合建筑标记和对应建筑位置信息，在空白地图库模板上的相应位置标注建筑标记形成建筑模板；建筑标记标记为建筑的底层中心点位置；

所述摄影勘察单元用于测量每一栋建筑的具体建筑数据信息，采集过程如下：

S1：利用测量工具测量建筑的具体三维坐标信息，具体为首先将建筑底层中心位置点为坐标原点，利用工具获取到建筑轮廓的三维数据坐标，将三维数据坐标整合为建筑坐标信息；

S2：利用拍摄工具拍摄建筑外观图片，将外观图片进行颜色分类；

S3：将同一颜色划分为一个色域，将色域的坐标范围获取，结合色域和坐标范围形成色域信息，色域信息包括具体颜色和色域坐标范围；

S4：将色域信息和建筑坐标信息融合形成模型具体信息，并将模型具体信息打上建筑印记；建筑印记与建筑标识一一对应；

所述航空数据收取模块用于将建筑模板传输到数据对应单元，所述摄影勘察单元用于将模型具体信息和对应的建筑印记传输到数据对应单元；所述数据对应单元用于根据建筑印记和建筑标识将模型具体信息与建筑模板一一匹配对应，所述数据对应单元用于将建筑模板和与之对应的模型具体信息融合形成建模信息；

所述数据对应单元用于将建模信息传输到数据建模单元，所述数据建模单元接收到数据对应单元传输的建模信息并进行建模处理，具体处理步骤如下：

SS1：读取建模信息内的建筑模板，之后将模型具体信息内的建筑印记与建筑模板上的建筑标识进行比对；

SS2：比对到与建筑标识一致的建筑印记对应的模型具体信息，将模型具体信息放置在建筑模板内的建筑标识对应位置；

SS3：以建筑标识点为原点建立三维坐标系，读取到模型具体信息内的三维数据坐标建立建筑外形；

SS4：结合色域信息在建筑外形上填充颜色形成三维模型；

所述数据建模单元用于将三维模型传输到中央处理单元，所述中央处理单元用于将三维模型传输到显示模块进行实时显示，所述中央处理单元用于将三维模型传输到存储模块进行实时存储。

进一步地，所述数据对应单元在未匹配到与建筑标识一致的建筑印记时，会获取到建筑标识对应建筑的位置信息，所述数据对应单元用于向中央处理单元传输建筑标识和对应的位置信息；所述中央处理单元用于将建筑标识和对应位置信息传输到数据补足模块，所述数据补足模块用于补充建筑标识对应的模型具体信息并将模型具体信息打上对应建筑印记，所述数据补足模块用于将模型具体信息和对应建筑印记返回数据暂存单元；

所述数据对应单元用于自动从数据暂存单元获取与建筑标识一致的建筑印记对应的模型具体信息，所述数据对应单元用于将建筑印记和模型具体信息传输到数据建模单元，所述数据建模单元用于接收补充的建筑印记和模型具体信息并填充到三维模型内形成新的三维模型，所述数据建模单元将新的三维模型标记为三维模型并将三维模型传输到中央处理单元，所述中央处理单元用于将三维模型传输到存储模块进行实时存储。

本发明通过航空数据收取模块采集高清航拍照片，并对高清航拍照片做相关处理，通过摄影勘察单元测量每一栋建筑的具体建筑数据信息，中央处理单元将建筑标识和对应位置信息传输到数据补足模块，数据补足模块补充建筑标识对应的模型具体信息并将模型具体信息打上对应建筑印记，数据补足模块将模型具体信息和对应建筑印记返回数据暂存单元，数据建模单元接收补充的建筑印记和模型具体信息并填充到三维模型内形成新的三维模型，有效提高工作效率及互动效果，使环境更为详实，丰富城市管理、规划的手段与方法，从而保证数字城市与城市建设同步更新，保障城市现状模型的现势性。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.基于高空摄影采集技术的城市三维模型构造系统，其特征在于，包括航空数据收取模块、摄影勘察单元、数据对应单元、数据暂存单元、数据建模单元、中央处理单元、显示模块、存储模块和数据补足模块；

其中，所述航空数据收取模块为借助航拍器在空中采集航拍数据，所述航拍数据为待测区域的高清航拍照片，并对高清航拍照片做相关处理，具体处理步骤如下：

步骤一：对高清航拍照片内建筑位置进行一一识别，获取到其具体为何种建筑，并将其打上建筑标记；建筑标记为表示其为何处建筑；

步骤二：借助航拍器获取到各个建筑的位置信息，具体位置信息表示为采用经纬度来表示建筑具体位置；

步骤三：建立空白模型库模板，结合建筑标记和对应建筑位置信息，在空白地图库模板上的相应位置标注建筑标记形成建筑模板；建筑标记标记为建筑的底层中心点位置；

所述摄影勘察单元用于测量每一栋建筑的具体建筑数据信息得到模型具体信息和对应的建筑印记；

所述航空数据收取模块用于将建筑模板传输到数据对应单元，所述摄影勘察单元用于将模型具体信息和对应的建筑印记传输到数据对应单元；所述数据对应单元用于根据建筑印记和建筑标识将模型具体信息与建筑模板一一匹配对应，所述数据对应单元用于将建筑模板和与之对应的模型具体信息融合形成建模信息；

所述数据对应单元用于将建模信息传输到数据建模单元，所述数据建模单元接收到数据对应单元传输的建模信息并进行建模处理得到三维模型，

所述数据建模单元用于将三维模型传输到中央处理单元，所述中央处理单元用于将三维模型传输到显示模块进行实时显示，所述中央处理单元用于将三维模型传输到存储模块进行实时存储；

所述数据对应单元在未匹配到与建筑标识一致的建筑印记时，会获取到建筑标识对应建筑的位置信息，所述数据对应单元用于向中央处理单元传输建筑标识和对应的位置信息；所述中央处理单元用于将建筑标识和对应位置信息传输到数据补足模块，所述数据补足模块用于补充建筑标识对应的模型具体信息并将模型具体信息打上对应建筑印记，所述数据补足模块用于将模型具体信息和对应建筑印记返回数据暂存单元；

所述数据对应单元用于自动从数据暂存单元获取与建筑标识一致的建筑印记对应的模型具体信息，所述数据对应单元用于将建筑印记和模型具体信息传输到数据建模单元，所述数据建模单元用于接收补充的建筑印记和模型具体信息并填充到三维模型内形成新的三维模型，所述数据建模单元将新的三维模型标记为三维模型并将三维模型传输到中央处理单元，所述中央处理单元用于将三维模型传输到存储模块进行实时存储；

所述摄影勘察单元测量每一栋建筑的具体建筑数据信息的具体过程如下：

S1：利用测量工具测量建筑的具体三维坐标信息，具体为首先将建筑底层中心位置点为坐标原点，利用工具获取到建筑轮廓的三维数据坐标，将三维数据坐标整合为建筑坐标信息；

S2：利用拍摄工具拍摄建筑外观图片，将外观图片进行颜色分类；

S3：将同一颜色划分为一个色域，将色域的坐标范围获取，结合色域和坐标范围形成色域信息，色域信息包括具体颜色和色域坐标范围；

S4：将色域信息和建筑坐标信息融合形成模型具体信息，并将模型具体信息打上建筑印记；建筑印记与建筑标识一一对应。

2.根据权利要求1所述的基于高空摄影采集技术的城市三维模型构造系统，其特征在于，所述数据建模单元进行建模处理的具体处理步骤为：

SS1：读取建模信息内的建筑模板，之后将模型具体信息内的建筑印记与建筑模板上的建筑标识进行比对；

SS2：比对到与建筑标识一致的建筑印记对应的模型具体信息，将模型具体信息放置在建筑模板内的建筑标识对应位置；

SS3：以建筑标识点为原点建立三维坐标系，读取到模型具体信息内的三维数据坐标建立建筑外形；

SS4：结合色域信息在建筑外形上填充颜色形成三维模型。

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