CN110162585A - 实时成像三维建模历史地理信息系统 - Google Patents

实时成像三维建模历史地理信息系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110162585A
CN110162585A CN201910430142.4A CN201910430142A CN110162585A CN 110162585 A CN110162585 A CN 110162585A CN 201910430142 A CN201910430142 A CN 201910430142A CN 110162585 A CN110162585 A CN 110162585A
Authority
CN
China
Prior art keywords
information
unit
module
threedimensional model
text
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910430142.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110162585B (zh
Inventor
肖永亮
钟京玉
王雪莹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Bohai Digital Creative Research Institute
Original Assignee
Qingdao Bohai Digital Creative Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Bohai Digital Creative Research Institute filed Critical Qingdao Bohai Digital Creative Research Institute
Priority to CN201910430142.4A priority Critical patent/CN110162585B/zh
Publication of CN110162585A publication Critical patent/CN110162585A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110162585B publication Critical patent/CN110162585B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/29—Geographical information databases
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/40—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of multimedia data, e.g. slideshows comprising image and additional audio data
    • G06F16/48—Retrieval characterised by using metadata, e.g. metadata not derived from the content or metadata generated manually

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Library & Information Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

本发明公开了一种实时成像三维建模历史地理信息系统，属于地理信息系统应用技术领域，其包括用于存储资料的资料数据库模块、用于建立资料数据库模块的数据库建立模块、用于查询三维模型的查询模块、用于建立三维模型的三维建模模块和用于显示的三维显示模块，当查询模块查询不到对应的三维模型时，三维建模模块调用视频信息和图像信息建立三维模型，当无法建立三维模型时，调用文字信息配合图像信息对存储的三维模型进行筛选，将相似度最高的三维模型输出，本发明具有能够对现有的和目前已经不存在的但是有视频、图像、文字等信息记录的古建筑进行三维建模和展示，能综合利用有效信息，为用户提供可视化古建筑三维模型，达到实时成像的效果。

Description

实时成像三维建模历史地理信息系统
技术领域
本发明涉及地理信息系统应用的技术领域，尤其是涉及一种实时成像三维建模历史地理信息系统。
背景技术
目前地图是限于文字形成的用图解语音表达事物的工具。三维可视化技术使传统的二维的、静态的地图表示向三维的、动态的场景表示方向发展，在空间数据库支持下利用虚拟现实技术可以构建虚拟环境，然而在虚拟的数字空间中构建真实世界的事物就需要运用到建模技术。目前，在三维地理信息系统精细化应用领域，建模方法主要有三种，即传统手工建模、三维激光扫描建模技术以及倾斜摄影测量自动化建模技术，每一种技术都各有优缺点。要考虑的因素有很多，例如，处理时间长短、数据质量和精度、采集和处理的成本以及支持工程设计工作流的能力等。
现有技术可参考申请公告号为CN108537865A的中国发明专利，其公开了一种基于视觉三维重建的古建筑模型生成方法和装置。该方法包括：1)获取不同视角的古建筑图像；2)对古建筑图像进行特征提取，并进行特征匹配；3)根据特征匹配的结果，计算图像拍摄时刻的摄像机相对位置姿态和古建筑稀疏三维点云；4)根据图像拍摄时刻的摄像机相对位置姿态和古建筑稀疏三维点云，利用图像面片匹配获取古建筑稠密三维点云；5)根据古建筑稠密三维点云，生成古建筑三角面片模型；6)利用古建筑三角面片模型，根据三维点与图像的匹配关系，计算纹理映射并生成古建筑三维模型。本发明能够快速有效的实现从图像到三维模型的自动生成，具有安全、成本低、可实施性强等优点，能够满足目前古建筑数字化的需求。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：由于需要获取古建筑的图像信息，才能对古建筑进行三维建模，但是有很多古建筑现在已经不存在于现实世界中，无法对其进行图像采集，现存有的图像记录可能也不足以进行三维建模，在这种情况下，上述古建筑模型生成方法便无法生成古建筑三维模型，不利于用户建立对传统古建筑的客观、完整的认知，不利于挖掘和再现古建筑蕴含的文化特色和工艺传承，进而淡化对古建筑的保护意识、文化认同感。
发明内容
本发明的目的是提供一种实时成像三维建模历史地理信息系统，能够对现有的和目前已经消失的但是有视频、图像、文字等信息记录的古建筑进行三维建模，为用户提供比较精准的三维模型，安全、成本低、可实施性强。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种实时成像三维建模历史地理信息系统，包括：
资料数据库模块，所述资料数据库模块接收并存储文本信息、图像信息、视频信息和三维模型；
数据库建立模块，所述数据库建立模块接收外界输入的文本信息、图像信息、视频信息和三维模型并传输给资料数据库模块进行存储；
查询模块，所述查询模块接收外界输入的检索信息并根据检索信息搜索资料数据库模块内的三维模型，若资料数据库模块中存在对应检索信息的三维模型，则资料数据库模块将三维模型传输给查询模块；若资料数据库模块中没有存在对应检索信息的三维模型，资料数据库发出建模信号；
三维建模模块，所述三维建模模块响应于资料数据库模块发出的建模信号，当三维建模模块接收到建模信号时，三维建模模块调用资料数据库中存储的对应检索信息的视频信息，三维建模模块对视频信息进行图像抓取处理，将抓取到的图像信息传输给资料数据库进行存储；三维建模模块对视频信息处理后再调用资料数据库模块中存储的对应检索信息的图像信息，三维建模模块根据三维建模需求对图像信息进行筛选，若筛选出的图像信息满足建模需求，则使用筛选出的图像信息建立三维模型并传输给查询模块和资料数据库模块；若筛选出的图像信息不满足建模需求，三维建模模块将筛选出的图像信息与资料数据库模块中存储的三维模型的属性信息中图像信息进行相似度匹配，选择出相似度较高的三维模型，并根据检索信息调用资料数据库模块中存储的文字信息，通过文字信息与资料数据库模块存储的三维模型的属性信息中的文本信息进行相似度匹配，选择出相似度较高的三维模型，结合先前选出的相似度较高的三维模型，确定相似度最高的三维模型并传输给查询模块。
通过采用上述方案，用户通过查询模块输入检索信息，查询模块首先检索资料数据库模块内对应检索信息的三维模型，若资料数据库模块内存储有对应的三维模型就直接传输给查询模块；若资料数据库模块内没有对应的三维模型，三维建模模块就开始调用资料数据库模块中存储的视频信息和图像信息自动建模，若存储的视频信息和图像信息无法满足建模需求，则调用资料数据库模块中存储的图像信息和文字信息检索相似度最高的三维模型，将检索出的三维模型传输给查询模块，使得该系统能够对目前已经消失的但是有视频、图像、文字等信息记录的古建筑进行三维建模，并且快速有效、可实施性强，由于能够利用现有的三维模型，所以成本低、还原度高，通过该发明的应用有利于实现古建筑的数字模型复原，为古建筑文化的复原和传承提供全新的数字平台。
本发明进一步设置为：三维建模模块包括视频处理单元、图像处理单元和文字处理单元；
所述视频处理单元响应于资料数据库模块发出的建模信号，当视频处理单元接收到建模信号和检索信息时，视频处理单元调用资料数据库模块中存储的对应检索信息的视频信息，视频处理单元提取调用的视频信息中每一帧的图片作为图像信息，视频处理单元对经过处理后的视频信息进行标记，在视频处理单元调用资料数据库中存储的视频信息时跳过被标记视频信息，当视频处理单元处理完所有与查询信息相关的视频信息后，向图像处理单元传输建模信号和检索信息；
所述图像处理单元响应于视频处理单元输出的建模信号，当图像处理单元接收到建模信号和检索信息时，调用资料数据库模块中存储的对应检索信息的图像信息，并根据三维建模需求对图像信息进行筛选，若筛选出的图像信息满足建模需求，则使用筛选出的图像信息建立三维模型并传输给查询模块和资料数据库模块；若筛选出的图像信息不满足建模需求，则将筛选出的图像信息与资料数据库模块中存储的三维模型的属性信息中图像信息进行相似度匹配，选择出相似度较高的三维模型，并向文字处理单元传输建模信号、检索信息和选出的三维模型；
所述文字处理单元响应于图像处理单元输出的建模信号，当文字处理单元接收到建模信号、检索信息和选出的三维模型时，文字处理单元根据检索信息调用资料数据库模块中存储的文字信息，通过文字信息与资料数据库模块存储的三维模型的属性信息中的文本信息进行相似度匹配，选择出相似度较高的三维模型，文字处理单元根据接收的三维模型和文字处理单元选出的三维模型确定相似度最高的三维模型并传输给查询模块。
通过采用上述方案，视频处理单元会对处理过的视频进行标记，避免进行重复处理，图像处理单元能够根据资料数据库模块中存储的三维模型的属性信息中图像信息进行相似度匹配，文字处理单元能够根据资料数据库模块存储的三维模型的属性信息中的文本信息进行相似度匹配，匹配速度快，能够保证匹配出的三维模型相似度最高。
本发明进一步设置为：图像处理单元在对图像信息进行筛选时，提取图像信息的特征并构建稀疏变化矩阵，通过OMP算法从投影数据中提取对应矩阵的稀疏特征，然后与目标样本数据基于稀疏变化矩阵变换的结果进行匹配，从而判断目标样本是否为待筛选数据。
通过采用上述方案，此方法在保证正确识别率的情况下，节省了耗时的重构和特征提取过程，大大提高了算法的效率。适合海量数据的实时处理。
本发明进一步设置为：图像处理单元在选择出相似度较高的三维模型时，使用SIFT算法来计算相似度。
通过采用上述方案，SIFT特征是基于物体上的一些局部特征而与影像的大小和旋转无关，对噪声、视角变化的容忍度高，准确率高。SIFT算法适合海量数据的快速、准确匹配，可以达到实时的要求。
本发明进一步设置为：文字处理单元在调用资料数据库模块中存储的文字信息时，资料数据库模块将存储的文本信息转换成结构化文本，文字处理单元通过资料数据库模块存储的三维模型的属性信息中的文本信息设立模板，模板由多个用于填入词条的槽组成，文字处理单元通过模板调用资料数据库模块中存储的文字信息。
通过采用上述方案，文本信息填入模板中后，使用模板中的文字信息进行三维模型筛选，能够保证筛选结果准确，逻辑稳定，针对不同格式的文本都能够同一转化成标准格式后再进行使用。
本发明进一步设置为：文字处理单元在选择出相似度较高的三维模型时，使用SimHash + 汉明距离计算相似度。
通过采用上述方案，该方法通过降维的处理，将高维的特征向量映射成f-bit指纹，再比较文本指纹的汉明距离来判断相似度。此算法对文本处理速度快，计算后的指纹能够存储于数据库，因此适合海量文本相似判定。
本发明进一步设置为：还包括三维显示模块，所述三维显示模块包括VR显示单元、3D显示单元、大屏显示单元，查询模块接收到三维模型后向三维显示模块输出三维模型；
所述VR显示单元接收查询模块输出的三维模型，VR显示单元连接有VR穿戴设备，VR显示单元将三维模型传输给VR穿戴设备进行显示；
所述3D显示单元接收查询模块输出的三维模型，3D显示单元连接有3D全息投影设备，3D显示单元将三维模型传输给全息投影设备进行显示；
所述大屏显示单元接收查询模块输出的三维模型，大屏显示单元连接有触控式大屏，大屏显示单元将三维模型传输给触控式大屏。
通过采用上述方案，VR穿戴设备、3D全息投影设备和触控式大屏可以使古建筑的数字化展示更形象、直观、丰富。通过多维展示使用户沉浸式体验，大大增强了用户感受力，提升了用户视听体验新高度。用户可以通过外接VR穿戴设备，自主切换不同时期的场景，体验全方位沉浸式的三维模型展示。系统外接3D全息投影设备，用户可以不用穿戴任何设备，可以直观的、立体的对古建筑模型进行体验。大屏的展示可以使场景展示更加全面，用户通过简单的手指操作就可以多方位更全面的观察古建筑模型，互动式的操作实现更好的用户体验。
本发明进一步设置为：还包括信息输入模块，所述信息输入模块包括接口输入单元、自动搜索单元和人工输入单元；
所述接口输入单元与专业三维建模网站进行接口连接，接口输入单元通过接口获取专业建模网站内的文本信息、图像信息、视频信息和三维模型并传输给数据库建立模块；
所述自动搜索单元接收外界输入的关键词并根据关键词搜索互联网内的文本信息、图像信息、视频信息和三维模型并传输给数据库建立模块；
所述人工输入单元接收外界输入文本信息、图像信息、视频信息和三维模型并传输给数据库建立模块。
通过采用上述方案，工作人员可以手动向数据库建立模块输入信息，也可以通过向自动搜索单元输入关键词来查找并下载数据，系统还可以通过接口与专业三维建模网站进行接口连接，实现数据同步来获得信息，系统获得信息的方式有多种，获得的信息比较全面，有利于建立信息储备量充足的数据库，保证有充足的信息用于输出或建立三维模型。
本发明进一步设置为：资料数据库模块包括文本信息数据库单元、图像信息数据库单元、视频信息数据库单元、时空地理信息数据库单元和三维模型数据库单元；
所述文本信息数据库单元用于接收并存储文字信息；
所述图像信息数据库单元用于接收并存储图像信息；
所述视频信息数据库单元用于接收并存储视频信息；
所述时空地理信息数据库单元按照时期存储时空地理信息；
所述三维模型数据库单元用于接收并存储三维模型，三维模型数据库单元中存储的三维模型实时与时空地理信息数据库单元中存储的三维模型进行同步；
数据库建立模块包括文本信息建立单元、图像信息建立单元、视频信息建立单元、时空地理信息建立单元和三维模型建立单元；
所述文本信息建立单元接收外界输入的文字信息并传输给文本信息数据库单元进行存储；
所述图像信息建立单元接收外界输入的图像信息并传输给图像信息数据库单元进行存储；
所述视频信息建立单元接收外界输入的视频信息并传输给视频信息数据库单元进行存储；
所述时空地理信息建立单元接收外界输入的用于建立综合空间地理高程模型的时空地理信息并建立综合空间地理高程模型，时空地理信息建立单元将建立的综合空间地理高程模型进行存储；
所述三维模型建立单元接收外界输入的三维模型并传输给三维模型数据库单元进行存储。
通过采用上述方案，资料数据库模块中包含了多个子数据库，数据库建立模块针对每个子数据库分别进行数据库建立，资料数据库模块还包括了存储有时空地理信息的时空地理信息数据库单元，时空地理信息数据库单元提供了与古建筑所处的建筑场景有关的时空地理信息，从而构建了古建筑三维模型所处的三维场景，进一步加强了用户的沉浸感、丰富了用户能够获取的信息，更有助于帮助用户建立对传统古建筑的客观、完整的认知。
本发明进一步设置为：查询模块包括文字查询单元、图像查询单元和语音查询单元；
所述文字查询单元接收外界输入的文字信息并将文字信息转化为格式化文本作为检索信息进行查询；
所述图像查询单元接收外界输入的图像信息并根据图像信息搜索资料数据库模块中最接近的三维模型；
所述语音查询单元接收外界输入的语音信息并将语音信息转化为文字信息，将文字信息转化为格式化文本作为检索信息进行查询。
通过采用上述方案，用户可以通过关键词输入、拍照扫描和语音输入等方式进行检索，检索方式多样化，能够有效提高用户的使用体验。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1. 用户通过查询模块输入检索信息，查询模块首先检索资料数据库模块内对应检索信息的三维模型，若资料数据库模块内存储有对应的三维模型就直接传输给查询模块；若资料数据库模块内没有对应的三维模型，三维建模模块就开始调用资料数据库模块中存储的视频信息和图像信息自动建模，若存储的视频信息和图像信息无法满足建模需求，则调用资料数据库模块中存储的图像信息和文字信息检索相似度最高的三维模型，将检索出的三维模型传输给查询模块，使得该系统能够对目前已经消失的但是有视频、图像、文字等记录的古建筑进行三维建模，并且快速有效，可实施性强，由于能够利用现有的三维模型，所以成本低、还原度高，通过该发明的应用有利于实现古建筑的数字模型复原，为古建筑文化的复原和传承提供全新的数字平台。
附图说明
图1是实施例的整体系统框图；
图2是实施例中突出信息输入模块的模块框图；
图3是实施例中突出数据库建立模块的模块框图；
图4是实施例中突出资料数据库模块的模块框图；
图5是实施例中突出查询模块的模块框图；
图6是实施例中突出三维建模模块的模块框图；
图7是实施例中突出三维显示模块的模块框图。
图中，1、信息输入模块；11、接口输入单元；12、自动搜索单元；13、人工输入单元；2、数据库建立模块；21、文本信息建立单元；22、图像信息建立单元；23、视频信息建立单元；24、时空地理信息建立单元；25、三维模型建立单元；3、资料数据库模块；31、文本信息数据库单元；32、图像信息数据库单元；33、视频信息数据库单元；34、时空地理信息数据库单元；35、三维模型数据库单元；4、查询模块；41、文字查询单元；42、图像查询单元；43、语音查询单元；5、三维建模模块；51、视频处理单元；52、图像处理单元；53、文字处理单元；6、三维显示模块；61、VR显示单元；611、VR穿戴设备；62、3D显示单元；621、3D全息投影设备；63、大屏显示单元；631、触控式大屏。
具体实施方式
实施例：一种实时成像三维建模历史地理信息系统，如图1所示，包括信息输入模块1、数据库建立模块2、资料数据库模块3、查询模块4、三维建模模块5和三维显示模块6。
如图1和图2所示，信息输入模块1包括接口输入单元11、自动搜索单元12和人工输入单元13。接口输入单元11与专业三维建模网站进行接口连接，接口输入单元11通过接口获取专业建模网站内的文本信息、图像信息、视频信息和三维模型并传输给数据库建立模块2。自动搜索单元12接收外界输入的关键词并根据关键词搜索互联网内的文本信息、图像信息、视频信息和三维模型并传输给数据库建立模块2。人工输入单元13接收外界输入文本信息、图像信息、视频信息、三维模型和时空地理信息并传输给数据库建立模块2。工作人员可以手动向数据库建立模块2输入信息，也可以通过向自动搜索单元12输入关键词来查找并下载数据，系统还可以通过接口与专业三维建模网站进行接口连接，实现数据同步来获得信息。
如图3和图4所示，资料数据库模块3包括文本信息数据库单元31、图像信息数据库单元32、视频信息数据库单元33、时空地理信息数据库单元34和三维模型数据库单元35。文本信息数据库单元31用于接收并存储文字信息。图像信息数据库单元32用于接收并存储图像信息。视频信息数据库单元33用于接收并存储视频信息。时空地理信息数据库单元34按照时期存储时空地理信息。三维模型数据库单元35用于接收并存储三维模型，三维模型数据库单元35中存储的三维模型实时与时空地理信息数据库单元34中存储的三维模型进行同步。
如图3和图4所示，数据库建立模块2包括文本信息建立单元21、图像信息建立单元22、视频信息建立单元23、时空地理信息建立单元24和三维模型建立单元25。文本信息建立单元21接收外界输入的文字信息并传输给文本信息数据库单元31进行存储。图像信息建立单元22接收外界输入的图像信息并传输给图像信息数据库单元32进行存储。视频信息建立单元23接收外界输入的视频信息并传输给视频信息数据库单元33进行存储。时空地理信息建立单元24建立综合空间地理数字高程模型的时空地理信息并建立综合空间地理数字高程模型，时空地理信息建立单元24将建立的综合空间地理数字高程模型进行存储。三维模型建立单元25接收外界输入的三维模型并传输给三维模型数据库单元35进行存储。资料数据库模块3中包含了多个子数据库，数据库建立模块2针对每个子数据库分别进行数据库建立，资料数据库模块3还包括了存储有时空地理信息的时空地理信息数据库单元34，用户能够通过不同时间的时空地理信息、图像信息和文字信息来获得与古建筑所处的建筑场景有关的时空地理信息，从而丰富了古建筑三维模型所处的三维场景。
如图5所示，查询模块4接收外界输入的检索信息并根据检索信息搜索资料数据库模块3内的三维模型，若资料数据库模块3中存在对应检索信息的三维模型，则资料数据库模块3将三维模型传输给查询模块4；若资料数据库模块3中没有存在对应检索信息的三维模型，资料数据库发出建模信号。查询模块4包括文字查询单元41、图像查询单元42和语音查询单元43，文字查询单元41接收外界输入的文字信息并将文字信息转化为格式化文本作为检索信息搜索资料数据库模块3内的三维模型。图像查询单元42接收外界输入的图像信息并根据图像信息搜索资料数据库模块3中最接近的三维模型。语音查询单元43接收外界输入的语音信息并将语音信息转化为文字信息，将文字信息转化为格式化文本作为检索信息搜索资料数据库模块3内的三维模型。用户可以通过关键词输入、拍照扫描和语音输入等方式进行检索，检索方式多样化，能够有效提高用户的使用体验。
如图6所示，三维建模模块5包括视频处理单元51、图像处理单元52和文字处理单元53。视频处理单元51响应于资料数据库模块3发出的建模信号，当视频处理单元51接收到建模信号和检索信息时，视频处理单元51调用资料数据库模块3中存储的对应检索信息的视频信息，视频处理单元51提取调用的视频信息中每一帧的图片作为图像信息。视频处理单元51对经过处理后的视频信息进行标记，在视频处理单元51调用资料数据库中存储的视频信息时跳过被标记视频信息，当视频处理单元51处理完所有视频信息后，向图像处理单元52传输建模信号和检索信息。
如图6所示，图像处理单元52响应于视频处理单元51输出的建模信号，当图像处理单元52接收到建模信号和检索信息时，调用资料数据库模块3中存储的对应检索信息的图像信息，并根据三维建模需求对图像信息进行筛选。图像处理单元52提取图像信息的特征并构建稀疏变化矩阵，通过OMP算法从投影数据中提取对应矩阵的稀疏特征，然后与目标样本数据基于稀疏变化矩阵变换的结果进行匹配，从而判断目标样本是否为待筛选数据。若筛选出的图像信息满足建模需求，则使用筛选出的图像信息建立三维模型并传输给查询模块4和资料数据库模块3。若筛选出的图像信息不满足建模需求，则将筛选出的图像信息与资料数据库模块3中存储的三维模型的属性信息中图像信息进行相似度匹配，使用SIFT算法计算相似度，选择出相似度较高的三维模型，并向文字处理单元53传输建模信号、检索信息和选出的三维模型。OMP算法在保证正确识别率的情况下，节省了耗时的重构和特征提取过程，大大提高了算法的效率。适合海量数据的实时处理。SIFT特征是基于物体上的一些局部特征而与影像的大小和旋转无关，对噪声、视角变化的容忍度高，准确率高。SIFT算法适合海量数据的快速、准确匹配，可以达到实时的要求。
如图6所示，文字处理单元53响应于图像处理单元52输出的建模信号，当文字处理单元53接收到建模信号、检索信息和选出的三维模型时，文字处理单元53根据检索信息调用资料数据库模块3中存储的文字信息。资料数据库模块3将存储的文本信息转换成结构化文本，文字处理单元53通过资料数据库模块3存储的三维模型的属性信息中的文本信息设立模板，模板由多个用于填入词条的槽组成，文字处理单元53通过模板调用资料数据库模块3中存储的文字信息。通过文字信息与资料数据库模块3存储的三维模型的属性信息中的文本信息进行相似度匹配，使用SimHash + 汉明距离计算相似度，选择出相似度较高的三维模型，文字处理单元53根据接收的三维模型和文字处理单元53选出的三维模型确定相似度最高的三维模型并传输给查询模块4。文本信息填入模板中后，使用模板中的文字信息进行三维模型筛选，能够保证筛选结果准确，逻辑稳定，针对不同格式的文本都能够同一转化成标准格式后再进行使用。该方法通过降维的处理，将高维的特征向量映射成f-bit指纹，再比较文本指纹的汉明距离来判断相似度。此算法对文本处理速度快，计算后的指纹能够存储于数据库，因此适合海量文本相似判定。
如图7所示，三维显示模块6包括VR显示单元61、3D显示单元62、大屏显示单元63，查询模块4接收到三维模型后向三维显示模块6输出三维模型，三维显示模块6显示三维模型。VR显示单元61接收查询模块4输出的三维模型，VR显示单元61连接有VR穿戴设备611，VR显示单元61将三维模型传输给VR穿戴设备611进行显示。3D显示单元62接收查询模块4输出的三维模型，3D显示单元62连接有3D全息投影设备621，3D显示单元62将三维模型传输给全息投影设备进行显示。大屏显示单元63接收查询模块4输出的三维模型，大屏显示单元63连接有触控式大屏631，大屏显示单元63将三维模型传输给触控式大屏631。VR穿戴设备611、3D全息投影设备621和触控式大屏631可以使古建筑的数字化展示更形象、直观、丰富。通过多维展示使用户沉浸式体验，大大增强了用户感受力，提升了用户视听体验新高度。用户可以通过外接VR穿戴设备611，自主切换不同时期的场景，体验全方位沉浸式的三维模型展示。系统外接3D全息投影设备621，用户可以不用穿戴任何设备，可以直观的、立体的对古建筑模型进行体验。大屏的展示可以使场景展示更加全面，用户通过简单的手指操作就可以多方位更全面的观察古建筑模型，互动式的操作实现更好的用户体验。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实时成像三维建模历史地理信息系统，其特征在于，包括：
资料数据库模块(3)，所述资料数据库模块(3)接收并存储文本信息、图像信息、视频信息和三维模型；
数据库建立模块(2)，所述数据库建立模块(2)接收外界输入的文本信息、图像信息、视频信息和三维模型并传输给资料数据库模块(3)进行存储；
查询模块(4)，所述查询模块(4)接收外界输入的检索信息并根据检索信息搜索资料数据库模块(3)内的三维模型，若资料数据库模块(3)中存在对应检索信息的三维模型，则资料数据库模块(3)将三维模型传输给查询模块(4)；若资料数据库模块(3)中没有存在对应检索信息的三维模型，资料数据库发出建模信号；
三维建模模块(5)，所述三维建模模块(5)响应于资料数据库模块(3)发出的建模信号，当三维建模模块(5)接收到建模信号时，三维建模模块(5)调用资料数据库中存储的对应检索信息的视频信息，三维建模模块(5)对视频信息进行图像抓取处理，将抓取到的图像信息传输给资料数据库进行存储；三维建模模块(5)对视频信息处理后再调用资料数据库模块(3)中存储的对应检索信息的图像信息，三维建模模块(5)根据三维建模需求对图像信息进行筛选，若筛选出的图像信息满足建模需求，则使用筛选出的图像信息建立三维模型并传输给查询模块(4)和资料数据库模块(3)；若筛选出的图像信息不满足建模需求，三维建模模块(5)将筛选出的图像信息与资料数据库模块(3)中存储的三维模型的属性信息中图像信息进行相似度匹配，选择出相似度较高的三维模型，并根据检索信息调用资料数据库模块(3)中存储的文字信息，通过文字信息与资料数据库模块(3)存储的三维模型的属性信息中的文本信息进行相似度匹配，选择出相似度较高的三维模型，结合先前选出的相似度较高的三维模型，确定相似度最高的三维模型并传输给查询模块(4)。
2.根据权利要求1所述的实时成像三维建模历史地理信息系统，其特征在于：三维建模模块(5)包括视频处理单元(51)、图像处理单元(52)和文字处理单元(53)；
所述视频处理单元(51)响应于资料数据库模块(3)发出的建模信号，当视频处理单元(51)接收到建模信号和检索信息时，视频处理单元(51)调用资料数据库模块(3)中存储的对应检索信息的视频信息，视频处理单元(51)提取调用的视频信息中每一帧的图片作为图像信息，视频处理单元(51)对经过处理后的视频信息进行标记，在视频处理单元(51)调用资料数据库中存储的视频信息时跳过被标记视频信息，当视频处理单元(51)处理完所有与查询信息相关的视频信息后，向图像处理单元(52)传输建模信号和检索信息；
所述图像处理单元(52)响应于视频处理单元(51)输出的建模信号，当图像处理单元(52)接收到建模信号和检索信息时，调用资料数据库模块(3)中存储的对应检索信息的图像信息，并根据三维建模需求对图像信息进行筛选，若筛选出的图像信息满足建模需求，则使用筛选出的图像信息建立三维模型并传输给查询模块(4)和资料数据库模块(3)；若筛选出的图像信息不满足建模需求，则将筛选出的图像信息与资料数据库模块(3)中存储的三维模型的属性信息中图像信息进行相似度匹配，选择出相似度较高的三维模型，并向文字处理单元(53)传输建模信号、检索信息和选出的三维模型；
所述文字处理单元(53)响应于图像处理单元(52)输出的建模信号，当文字处理单元(53)接收到建模信号、检索信息和选出的三维模型时，文字处理单元(53)根据检索信息调用资料数据库模块(3)中存储的文字信息，通过文字信息与资料数据库模块(3)存储的三维模型的属性信息中的文本信息进行相似度匹配，选择出相似度较高的三维模型，文字处理单元(53)根据接收的三维模型和文字处理单元(53)选出的三维模型确定相似度最高的三维模型并传输给查询模块(4)。
3.根据权利要求2所述的实时成像三维建模历史地理信息系统，其特征在于：图像处理单元(52)在对图像信息进行筛选时，提取图像信息的特征并构建稀疏变化矩阵，通过OMP算法从投影数据中提取对应矩阵的稀疏特征，然后与目标样本数据基于稀疏变化矩阵变换的结果进行匹配，从而判断目标样本是否为待筛选数据。
4.根据权利要求2所述的实时成像三维建模历史地理信息系统，其特征在于：图像处理单元(52)在选择出相似度较高的三维模型时，使用SIFT算法来计算相似度。
5.根据权利要求2所述的实时成像三维建模历史地理信息系统，其特征在于：文字处理单元(53)在调用资料数据库模块(3)中存储的文字信息时，资料数据库模块(3)将存储的文本信息转换成结构化文本，文字处理单元(53)通过资料数据库模块(3)存储的三维模型的属性信息中的文本信息设立模板，模板由多个用于填入词条的槽组成，文字处理单元(53)通过模板调用资料数据库模块(3)中存储的文字信息。
6.根据权利要求2所述的实时成像三维建模历史地理信息系统，其特征在于：文字处理单元(53)在选择出相似度较高的三维模型时，使用SimHash + 汉明距离计算相似度。
7.根据权利要求1所述的实时成像三维建模历史地理信息系统，其特征在于：还包括三维显示模块(6)，所述三维显示模块(6)包括VR显示单元(61)、3D显示单元(62)、大屏显示单元(63)，查询模块(4)接收到三维模型后向三维显示模块(6)输出三维模型；
所述VR显示单元(61)接收查询模块(4)输出的三维模型，VR显示单元(61)连接有VR穿戴设备(611)，VR显示单元(61)将三维模型传输给VR穿戴设备(611)进行显示；
所述3D显示单元(62)接收查询模块(4)输出的三维模型，3D显示单元(62)连接有3D全息投影设备(621)，3D显示单元(62)将三维模型传输给全息投影设备进行显示；
所述大屏显示单元(63)接收查询模块(4)输出的三维模型，大屏显示单元(63)连接有触控式大屏(631)，大屏显示单元(63)将三维模型传输给触控式大屏(631)。
8.根据权利要求1所述的实时成像三维建模历史地理信息系统，其特征在于：还包括信息输入模块(1)，所述信息输入模块(1)包括接口输入单元(11)、自动搜索单元(12)和人工输入单元(13)；
所述接口输入单元(11)与专业三维建模网站进行接口连接，接口输入单元(11)通过接口获取专业建模网站内的文本信息、图像信息、视频信息和三维模型并传输给数据库建立模块(2)；
所述自动搜索单元(12)接收外界输入的关键词并根据关键词搜索互联网内的文本信息、图像信息、视频信息和三维模型并传输给数据库建立模块(2)；
所述人工输入单元(13)接收外界输入文本信息、图像信息、视频信息和三维模型并传输给数据库建立模块(2)。
9.根据权利要求1所述的实时成像三维建模历史地理信息系统，其特征在于：资料数据库模块(3)包括文本信息数据库单元(31)、图像信息数据库单元(32)、视频信息数据库单元(33)、时空地理信息数据库单元(34)和三维模型数据库单元(35)；
所述文本信息数据库单元(31)用于接收并存储文字信息；
所述图像信息数据库单元(32)用于接收并存储图像信息；
所述视频信息数据库单元(33)用于接收并存储视频信息；
所述时空地理信息数据库单元(34)按照时期存储时空地理信息；
所述三维模型数据库单元(35)用于接收并存储三维模型，三维模型数据库单元(35)中存储的三维模型实时与时空地理信息数据库单元(34)中存储的三维模型进行同步；
数据库建立模块(2)包括文本信息建立单元(21)、图像信息建立单元(22)、视频信息建立单元(23)、时空地理信息建立单元(24)和三维模型建立单元(25)；
所述文本信息建立单元(21)接收外界输入的文字信息并传输给文本信息数据库单元(31)进行存储；
所述图像信息建立单元(22)接收外界输入的图像信息并传输给图像信息数据库单元(32)进行存储；
所述视频信息建立单元(23)接收外界输入的视频信息并传输给视频信息数据库单元(33)进行存储；
所述时空地理信息建立单元(24)接收外界输入的用于建立综合空间地理高程模型的时空地理信息并建立综合空间地理高程模型，时空地理信息建立单元(24)将建立的综合空间地理高程模型进行存储；
所述三维模型建立单元(25)接收外界输入的三维模型并传输给三维模型数据库单元(35)进行存储。
10.根据权利要求1所述的实时成像三维建模历史地理信息系统，其特征在于：查询模块(4)包括文字查询单元(41)、图像查询单元(42)和语音查询单元(43)；
所述文字查询单元(41)接收外界输入的文字信息并将文字信息转化为格式化文本作为检索信息进行查询；
所述图像查询单元(42)接收外界输入的图像信息并根据图像信息搜索资料数据库模块(3)中最接近的三维模型；
所述语音查询单元(43)接收外界输入的语音信息并将语音信息转化为文字信息，将文字信息转化为格式化文本作为检索信息进行查询。
CN201910430142.4A 2019-05-22 2019-05-22 实时成像三维建模历史地理信息系统 Active CN110162585B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910430142.4A CN110162585B (zh) 2019-05-22 2019-05-22 实时成像三维建模历史地理信息系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910430142.4A CN110162585B (zh) 2019-05-22 2019-05-22 实时成像三维建模历史地理信息系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110162585A true CN110162585A (zh) 2019-08-23
CN110162585B CN110162585B (zh) 2021-05-28

Family

ID=67631813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910430142.4A Active CN110162585B (zh) 2019-05-22 2019-05-22 实时成像三维建模历史地理信息系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110162585B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110704568A (zh) * 2019-10-10 2020-01-17 吉林师范大学 一种地理信息大数据三维可视化系统
CN111079209A (zh) * 2019-12-12 2020-04-28 上海建工五建集团有限公司 智能语音识别的建筑建模方法及系统
CN111243359A (zh) * 2020-03-23 2020-06-05 山东师范大学 一种地理信息教学演示装置及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102929969A (zh) * 2012-10-15 2013-02-13 北京师范大学 一种基于互联网的移动端三维城市模型实时搜索与合成技术
US20150178321A1 (en) * 2012-04-10 2015-06-25 Google Inc. Image-based 3d model search and retrieval
CN109508362A (zh) * 2018-12-04 2019-03-22 青岛博海数字创意研究院 一种基于三维全景沉浸式的历史地理信息系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150178321A1 (en) * 2012-04-10 2015-06-25 Google Inc. Image-based 3d model search and retrieval
CN102929969A (zh) * 2012-10-15 2013-02-13 北京师范大学 一种基于互联网的移动端三维城市模型实时搜索与合成技术
CN109508362A (zh) * 2018-12-04 2019-03-22 青岛博海数字创意研究院 一种基于三维全景沉浸式的历史地理信息系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈加洋等: "水下便携式三维声纳实时成像系统设计", 《传感器与微系统》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110704568A (zh) * 2019-10-10 2020-01-17 吉林师范大学 一种地理信息大数据三维可视化系统
CN111079209A (zh) * 2019-12-12 2020-04-28 上海建工五建集团有限公司 智能语音识别的建筑建模方法及系统
CN111079209B (zh) * 2019-12-12 2023-04-11 上海建工五建集团有限公司 智能语音识别的建筑建模方法及系统
CN111243359A (zh) * 2020-03-23 2020-06-05 山东师范大学 一种地理信息教学演示装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110162585B (zh) 2021-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114004941B (zh) 一种基于神经辐射场的室内场景三维重建系统及方法
CN112053446B (zh) 一种基于三维gis的实时监控视频与三维场景融合方法
Kyriakaki et al. 4D reconstruction of tangible cultural heritage objects from web-retrieved images
CN110162585A (zh) 实时成像三维建模历史地理信息系统
CN105931283B (zh) 一种基于动作捕捉大数据的三维数字内容智能制作云平台
CN110516096A (zh) 合成感知数字图像搜索
Doulamis et al. Transforming Intangible Folkloric Performing Arts into Tangible Choreographic Digital Objects: The Terpsichore Approach.
CN112927363B (zh) 体素地图构建方法及装置、计算机可读介质和电子设备
CN112132197A (zh) 模型训练、图像处理方法、装置、计算机设备和存储介质
Maiwald et al. A 4D information system for the exploration of multitemporal images and maps using photogrammetry, web technologies and VR/AR
CN117319441B (zh) 一种元宇宙的远程互动方法及系统
CN107871338B (zh) 基于场景装饰的实时交互渲染方法
CN112396831B (zh) 一种交通标识的三维信息生成方法和装置
KR102068489B1 (ko) 3차원 객체 생성 장치
CN109863746B (zh) 用于数据探索的沉浸式环境系统和视频投影模块
CN113626917A (zh) 基于全景技术和bim模型的构件工程量算量方法及系统
CN112257638A (zh) 一种图像比对方法、系统、设备及计算机可读存储介质
CN112070901A (zh) 一种园林的ar场景构建方法、装置、存储介质及终端
CN109241342B (zh) 基于深度线索的视频场景检索方法和系统
US20230139243A1 (en) Method and apparatus for processing map information, and storage medium
CN116843867A (zh) 增强现实虚实融合方法、电子设备和存储介质
CN112306985A (zh) 一种数字视网膜多模态特征联合精准检索方法
CN109684499B (zh) 一种自由视角的立体对象检索方法与系统
Wei et al. Application of Artificial Intelligence in the Development of Media Integration under the Background of Smart Media
CN109101653A (zh) 一种视频文件的检索方法及其系统和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant