CN112069585A - 一种分区降维化处理的建筑遮挡高效识别方法 - Google Patents

一种分区降维化处理的建筑遮挡高效识别方法 Download PDF

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CN112069585A CN202010974910.5A CN202010974910A CN112069585A CN 112069585 A CN112069585 A CN 112069585A CN 202010974910 A CN202010974910 A CN 202010974910A CN 112069585 A CN112069585 A CN 112069585A
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Abstract

本发明涉及室内外无线基站部署性能仿真领域,公开了一种分区降维化处理的建筑遮挡高效识别方法,包括对信号发射站周围建筑物进行分区;进行待探测区域水平距离探测,根据待探测区域的水平距离探测结果进行建筑构件水平距离探测,获得待遮挡探测识别的建筑构件;对待遮挡探测识别的建筑构件进行水平面通视探测,获得水平面不通视的建筑构件;利用遮挡分析判断模型对水平面不通视的建筑构件进行遮挡识别,获取水平面不通视的建筑构件的遮挡识别结果。本发明提出了分区化和降维处理后的遮挡分析判断模型,利用遮挡分析判断模型完成了建筑构件遮挡分析,遮挡识别准确,并且提高了运行效率,解决了大范围建筑物遮挡分析的运算耗时急剧增加问题。

Description

一种分区降维化处理的建筑遮挡高效识别方法
技术领域
本发明涉及室内外无线基站部署性能仿真领域,具体地涉及一种分区降维化处理的建筑遮挡高效识别方法。
背景技术
目前,在卫星导航系统仿真与无线基站信号可视性分析领域,关键技术内容为建筑物遮挡分析。部分学者针对建筑物遮挡分析设计了一系列的建筑物遮挡分析算法,依据遮挡判定的分析方法不同,可分为两大类:基于距离的方法和角度的方法。基于距离的遮挡区检测方法通过比较同一光线多个物点与透视中心的距离来确定相互间的遮挡关系,以Z-buffer算法为代表,该算法不仅计算过程复杂、计算量大,且要占有大量的内存空间,而且会因为分辨率不一致和投影变形的影响,形成伪遮挡噪声和伪可见噪声。
而基于角度的方法是利用从摄影中心底点散发的水平射线沿线地面目标的投影高度角变化来区分可见与不可见区域,其关键在于确定合适的射线密度,基于角度的遮挡区检测方法既要保证每个格网点都要被正确地检测到,又要避免过多的重复检测,射线密度很难确定。
发明内容
本发明提供一种分区降维化处理的建筑遮挡高效识别方法,从而解决现有技术的上述问题。
一种分区降维化处理的建筑遮挡高效识别方法,包括如下步骤:
S1)对信号发射站周围建筑物进行分区,设置建筑物构件数据库,建筑物构件数据库包括建筑构件的区域编号、区域中心坐标、建筑构件的编号和建筑构件的端点坐标;
S2)进行待探测区域水平距离探测,获得待探测区域的水平距离探测结果,根据待探测区域的水平距离探测结果进行建筑构件水平距离探测,获得待遮挡探测识别的建筑构件;
S3)对待遮挡探测识别的建筑构件进行水平面通视探测,获得水平面不通视的建筑构件;
S4)建立遮挡分析判断模型,利用遮挡分析判断模型对水平面不通视的建筑构件进行遮挡识别,获取水平面不通视的建筑构件的遮挡识别结果。
进一步的,步骤S1)中,对信号发射站周围建筑物进行分区,设置建筑物构件数据库,包括以下步骤:
S11)设置预设范围,将信号发射站周围的预设范围进行网格化划分,设定网格边长,一个网格对应一个区域,每个网格的中心点坐标与区域中心坐标相对应,对每个网格依次编号,网格编号与区域编号相对应,每个区域内包含若干个建筑物;
S12)将区域内的每个建筑物分解成若干个直线段状的建筑构件、并为所述建筑构件进行编号,每一个直线段状的建筑构件包括两个端点;
S13)设置建筑物构件数据库,将建筑构件的区域编号、区域中心坐标、建筑构件的编号和建筑构件的端点坐标存入所述建筑物构件数据库中。
本发明先分析建筑物顶层边界轮廓,将建筑物顶层边界轮廓离散化为若干直线段,每个直线段称为建筑构件。每个直线段的起点和终点作为构件的两个端点。
进一步的,步骤S2)中,进行待探测区域水平距离探测,根据待探测区域的水平距离探测结果进行建筑构件水平距离探测,获得待遮挡探测识别的建筑构件,包括以下步骤:
S21)设置探测距离限值,计算测站到待探测区域的区域中心的水平距离,判断水平距离是否小于所述探测距离限值,若是,则表明待探测区域已进入分析区,进入步骤S22);若否,则表明所述待探测区域未进入分析区;
S22)搜索分析区内的所有建筑构件,并从建筑物构件数据库中获取分析区内的所有建筑构件的两个端点坐标;
S23)设置水平距离探测阈值sd,分析区内的第i个建筑构件的两个端点包括第一端点和第二端点,第一端点坐标和第二端点坐标分别为(xc1,yc1,zc1)和(xc2,yc2,zc2),测站的坐标为(xs1,ys1,zs1);
S24)获得第一端点到测站的水平视线距离
Figure BDA0002685426750000031
以及第二端点到测站的水平视线距离
Figure BDA0002685426750000032
S25)判断第一端点到测站的水平视线距离
Figure BDA0002685426750000033
和第二端点到测站的水平视线距离
Figure BDA0002685426750000034
是否均小于水平距离探测阈值sd,若是,则表明建筑构件在水平距离探测范围内,将分析区内的第i个建筑构件作为待遮挡探测识别的建筑构件,进入步骤S3);若否,则不对分析区内的第i个建筑构件进行遮挡探测。
本发明通过对建筑物进行合理分区,i≤n,n为分析区内的建筑构件总数。本发明设置了探测距离限值,对测站的探测距离范围内的待探测区域以及待探测区域内的建筑物构件进行遮挡识别初步筛选,从构件数据库中提取建筑构件的端点坐标,只有待探测区域内的建筑构件的端点到测站的水平距离全部都小于水平距离探测阈值时,才对该建筑构件进行下一步遮挡识别分析,避免了由于建筑面积增加导致的分析运算急剧增加的问题。
进一步的,步骤S3)中,对待遮挡探测识别的建筑构件进行水平面通视探测,获得水平面不通视的建筑构件,包括以下步骤:
S31)获取测站的坐标(xs1,ys1,zs1)和信号发射站的坐标(xs2,ys2,zs2),根据测站的坐标和信号发射站的坐标确定观测视线,将观测视线投影至水平面,获得水平视线方程A1×x+B1×y+C1=0,其中,水平视线方程第一参数A1=ys2-ys1,水平视线方程第二参数B1=xs1–xs2,水平视线方程第三参数C1=xs2×ys1-ys2×xs1
S32)将建筑构件投影至水平面,获得水平构件方程A2×x+B2×y+C2=0,其中,水平构件方程第一参数A2=yc2-yc1,水平构件方程第二参数B2=xc1–xc2,水平构件方程第三参数C2=xc2×yc1-yc2×xc1
S33)计算水平视线方程A1×x+B1×y+C1=0与水平构件方程A2×x+B2×y+C2=0的交点,获得探测通视因子D=A1×B2-A2×B1;
S34)判断探测通视因子D是否为0,若是,则表明建筑构件水平通视;若否,则表明观测视线和建筑构件在水平面上存在交点,进入步骤S4)。
步骤S34)中,当D=0时,若C1≠C2,表明水平视线方程和水平构件方程对应的两条直线相互平行,则说明建筑构件水平通视,水平通视的建筑构件未遮挡从信号发射站到测站的信号;若C1=C2,则表明水平视线方程和水平构件方程对应的两条直线共线,实际中,测站不会进入构件中,所以将D=0且C1=C2时判定为建筑构件水平通视。当D≠0时,则表示两条直线之间存在交点,即观测视线和建筑构件在水平面上存在交点。
进一步的,步骤S4)中,建立遮挡分析判断模型,利用遮挡分析判断模型对水平面不通视的建筑构件进行遮挡识别,获取水平面不通视的建筑构件的遮挡识别结果,包括以下步骤:
S41)根据测站的坐标和信号发射站的坐标获得测站至信号发射站的水平距离rs和方位角aziS,获得交点的平面坐标(xc,yc),
Figure BDA0002685426750000041
Figure BDA0002685426750000042
获得测站至交点的水平距离rc和方位角aziC,设置方位角阈值,判断|aziS-aziC|是否小于方位角阈值,若是,则表明观测视线方向与交点至信号发射站方向一致,进入步骤S42);若否,则表明所述水平面不通视的建筑构件未遮挡从信号发射站到测站的信号;
S42)根据测站至信号发射站的水平距离rs和测站至交点的水平距离rc,判断rc≤rs是否成立,若是,则表明交点位于测站与信号发射站之间的观测视线上,进入步骤S43);若否,则表明水平面不通视的建筑构件未遮挡从信号发射站到测站的信号;
S43)根据水平面不通视的建筑构件的两个端点的坐标获得水平面不通视的建筑构件的平面长度slen,计算水平面不通视的建筑构件的两个端点分别到交点的平面距离,第一端点到交点的水平面距离为s1,第二端点到交点的水平面距离为s2,判断s1+s2≤slen是否成立,若是,则表明交点位于建筑构件内,进入步骤S44);若否,则表明水平面不通视的建筑构件未遮挡从信号发射站到测站的信号;
S44)计算交点在建筑构件上的最大高度,根据交点的平面坐标(xc,yc)获得交点在三维坐标上的z轴值zc,将z轴值zc作为交点在建筑构件上的最大高度,根据交点的三维坐标(xc,yc,zc)和测站的坐标(xs1,ys1,zs1)获得测站至交点的高度角ec,根据信号发射站的坐标(xs2,ys2,zs2)和测站的坐标(xs1,ys1,zs1)获得测站至信号发射站的视线方向高度角es,判断ec>es是否成立,若否,则表明水平面不通视的建筑构件未遮挡从信号发射站到测站的信号;若是,则表明水平面不通视的建筑构件遮挡了从信号发射站到测站的信号。
本发明通过进行水平面通视探测,从而对待遮挡探测识别的建筑构件进行初步筛选,获得水平面不通视的建筑构件,本发明利用遮挡分析判断模型对水平面不通视的建筑构件进一步筛选,遮挡分析判断模型包括三个部分,依次为方位角判断、长度判断和高度判断。本发明通过遮挡分析判断模型获取水平面不通视的建筑构件的遮挡识别结果,遮挡识别准确率高。
进一步的,步骤S43)中,将z轴值zc作为交点在建筑构件上的最大高度,z轴值zc满足等式
Figure BDA0002685426750000061
本发明的有益效果是:本发明通过对建筑物合理分区,设置探测距离限值,仅对观测站探测距离范围内的分区及其内建筑物进行遮挡分析,避免了建筑面积增加导致的分析运算急剧增加问题;另外,本发明进行了降维化处理简化了遮挡分析,将三维分析投影至二维平面,在水平面内计算观测视线与建筑构件的交点,判断交点是否在建筑构件内或者观测视线内,初步分析遮挡情况,通过初步筛选提高了建筑遮挡高效识别的准确率。另外,本发明提出了遮挡分析判断模型,利用遮挡分析判断模型完成了建筑构件遮挡分析,识别效率高。与Z-buffer算法以及角度检测算法等算法相比,本发明进一步简化了分析运算,提高了运行效率,解决了Z-buffer算法在大范围建筑物遮挡分析的运算耗时急剧增加等问题以及解决了角度检测算法中需要选择合适的射线密度等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的分区降维化处理的建筑遮挡高效识别方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例一,一种分区降维化处理的建筑遮挡高效识别方法,如图1所示,包括如下步骤:
S1)对信号发射站周围建筑物进行分区,设置建筑物构件数据库,建筑物构件数据库包括建筑构件的区域编号、区域中心坐标、建筑构件的编号和建筑构件的端点坐标;包括以下步骤:
S11)设置预设范围,将信号发射站周围的预设范围进行网格化划分,设定网格边长,一个网格对应一个区域,每个网格的中心点坐标与区域中心坐标相对应,对每个网格依次编号,网格编号与区域编号相对应,每个区域内包含若干个建筑物;
S12)将区域内的每个建筑物分解成若干个直线段状的建筑构件、并为建筑构件进行编号,每一个直线段状的建筑构件包括两个端点;
S13)设置建筑物构件数据库,将建筑构件的区域编号、区域中心坐标、建筑构件的编号和建筑构件的端点坐标存入建筑物构件数据库中。
本发明先分析建筑物顶层边界轮廓,将建筑物顶层边界轮廓离散化为若干直线段,每个直线段称为建筑构件。每个直线段的起点和终点作为构件的两个端点。
S2)进行待探测区域水平距离探测,获得待探测区域的水平距离探测结果,根据待探测区域的水平距离探测结果进行建筑构件水平距离探测,获得待遮挡探测识别的建筑构件;包括以下步骤:
S21)设置探测距离限值,计算测站到待探测区域的区域中心的水平距离,判断水平距离是否小于探测距离限值,若是,则表明待探测区域已进入分析区,进入步骤S22);若否,则表明待探测区域未进入分析区;
S22)搜索分析区内的所有建筑构件,并从建筑物构件数据库中获取分析区内的所有建筑构件的两个端点坐标;
S23)设置水平距离探测阈值sd,分析区内的第i个建筑构件的两个端点包括第一端点和第二端点,第一端点坐标和第二端点坐标分别为(xc1,yc1,zc1)和(xc2,yc2,zc2),测站的坐标为(xs1,ys1,zs1);
S24)获得第一端点到测站的水平视线距离
Figure BDA0002685426750000081
以及第二端点到测站的水平视线距离
Figure BDA0002685426750000082
S25)判断第一端点到测站的水平视线距离
Figure BDA0002685426750000083
和第二端点到测站的水平视线距离
Figure BDA0002685426750000084
是否均小于水平距离探测阈值sd,若是,则表明建筑构件在水平距离探测范围内,将分析区内的第i个建筑构件作为待遮挡探测识别的建筑构件,进入步骤S3);若否,则不对分析区内的第i个建筑构件进行遮挡探测。
本发明通过对建筑物进行合理分区,i≤n,n为分析区内的建筑构件总数。本发明设置了探测距离限值,对测站的探测距离范围内的待探测区域以及待探测区域内的建筑物构件进行遮挡识别初步筛选,从构件数据库中提取建筑构件的端点坐标,只有待探测区域内的建筑构件的端点到测站的水平距离全部都小于水平距离探测阈值时,才对该建筑构件进行下一步遮挡识别分析,避免了由于建筑面积增加导致的分析运算急剧增加的问题。
S3)对待遮挡探测识别的建筑构件进行水平面通视探测,获得水平面不通视的建筑构件,包括以下步骤:
S31)获取测站的坐标(xs1,ys1,zs1)和信号发射站的坐标(xs2,ys2,zs2),根据测站的坐标和信号发射站的坐标确定观测视线,将观测视线投影至水平面,获得水平视线方程A1×x+B1×y+C1=0,其中,水平视线方程第一参数A1=ys2-ys1,水平视线方程第二参数B1=xs1–xs2,水平视线方程第三参数C1=xs2×ys1-ys2×xs1
S32)将建筑构件投影至水平面,获得水平构件方程A2×x+B2×y+C2=0,其中,水平构件方程第一参数A2=yc2-yc1,水平构件方程第二参数B2=xc1–xc2,水平构件方程第三参数C2=xc2×yc1-yc2×xc1
S33)计算水平视线方程A1×x+B1×y+C1=0与水平构件方程A2×x+B2×y+C2=0的交点,获得探测通视因子D=A1×B2-A2×B1;
S34)判断探测通视因子D是否为0,若是,则表明建筑构件水平通视;若否,则表明观测视线和建筑构件在水平面上存在交点,进入步骤S4)。
步骤S34)中,当D=0时,若C1≠C2,表明水平视线方程和水平构件方程对应的两条直线相互平行,则说明建筑构件水平通视,水平通视的建筑构件未遮挡从信号发射站到测站的信号;若C1=C2,则表明水平视线方程和水平构件方程对应的两条直线共线,实际中,测站不会进入构件中,所以将D=0且C1=C2时判定为建筑构件水平通视。当D≠0时,则表示两条直线之间存在交点,即观测视线和建筑构件在水平面上存在交点。
S4)建立遮挡分析判断模型,利用遮挡分析判断模型对水平面不通视的建筑构件进行遮挡识别,获取水平面不通视的建筑构件的遮挡识别结果,包括以下步骤:
S41)根据测站的坐标和信号发射站的坐标获得测站至信号发射站的水平距离rs和方位角aziS,获得交点的平面坐标(xc,yc),
Figure BDA0002685426750000091
Figure BDA0002685426750000092
获得测站至交点的水平距离rc和方位角aziC,设置方位角阈值,判断|aziS-aziC|是否小于方位角阈值,若是,则表明观测视线方向与交点至信号发射站方向一致,进入步骤S42);若否,则表明所述水平面不通视的建筑构件未遮挡从信号发射站到测站的信号;
S42)根据测站至信号发射站的水平距离rs和测站至交点的水平距离rc,判断rc≤rs是否成立,若是,则表明交点位于测站与信号发射站之间的观测视线上,进入步骤S43);若否,则表明水平面不通视的建筑构件未遮挡从信号发射站到测站的信号;
S43)根据水平面不通视的建筑构件的两个端点的坐标获得水平面不通视的建筑构件的平面长度slen,计算水平面不通视的建筑构件的两个端点分别到交点的平面距离,第一端点到交点的水平面距离为s1,第二端点到交点的水平面距离为s2,判断s1+s2≤slen是否成立,若是,则表明交点位于建筑构件内,进入步骤S44);若否,则表明水平面不通视的建筑构件未遮挡从信号发射站到测站的信号;
S44)计算交点在建筑构件上的最大高度,根据交点的平面坐标(xc,yc)获得交点在三维坐标上的z轴值zc,将z轴值zc作为交点在建筑构件上的最大高度,根据交点的三维坐标(xc,yc,zc)和测站的坐标(xs1,ys1,zs1)获得测站至交点的高度角ec,根据信号发射站的坐标(xs2,ys2,zs2)和测站的坐标(xs1,ys1,zs1)获得测站至信号发射站的视线方向高度角es,判断ec>es是否成立,若否,则表明水平面不通视的建筑构件未遮挡从信号发射站到测站的信号;若是,则表明水平面不通视的建筑构件遮挡了从信号发射站到测站的信号。
信号发射站发送无线载波信号,测站接收信号发射站的信号。当测站与信号发射站之间分布有大量建筑物时,建筑物可能会遮挡信号传播,导致测站无法接收到信号。此时,对测站是否能够接收到发射站信号或选定建筑物是否遮挡从信号发射站到测站的信号的问题,都能过应用本发明从而进行判断和遮挡分析。尤其在进行信号发射站位置部署方案设计时,需要提前了解该信号发射站信号的覆盖区域,识别出遮挡物,且需分析每个观测区域可以接收到多少个信号发射站信号,若观测区域的可观测的信号发射站数未达到设计指标,则需重新设计发射站部署方案,对信号发射站进行加密和位置调整。所以,在进行信号发射站位置部署方案设计时,对建筑物进行识别判断是十分重要的。
本发明通过进行水平面通视探测,从而对待遮挡探测识别的建筑构件进行初步筛选,获得水平面不通视的建筑构件,本发明利用遮挡分析判断模型对水平面不通视的建筑构件进一步筛选,遮挡分析判断模型包括三个部分,依次为方位角判断、长度判断和高度判断。本发明通过遮挡分析判断模型获取水平面不通视的建筑构件的遮挡识别结果,遮挡识别准确率高。
通过采用本发明公开的上述技术方案,得到了如下有益的效果:
本发明通过对建筑物合理分区,设置探测距离限值,仅对观测站探测距离范围内的分区及其内建筑物进行遮挡分析,避免了建筑面积增加导致的分析运算急剧增加问题;另外,本发明进行了降维化处理简化了遮挡分析,将三维分析投影至二维平面,在水平面内计算观测视线与建筑构件的交点,判断交点是否在建筑构件内或者观测视线内,初步分析遮挡情况,通过初步筛选提高了建筑遮挡高效识别的准确率。另外,本发明提出了遮挡分析判断模型,利用遮挡分析判断模型完成了建筑构件遮挡分析,识别效率高。与Z-buffer算法以及角度检测算法等算法相比,本发明进一步简化了分析运算,提高了运行效率,解决了大范围建筑物遮挡分析的运算耗时急剧增加问题。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种分区降维化处理的建筑遮挡高效识别方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1)对信号发射站周围建筑物进行分区,设置建筑物构件数据库,所述建筑物构件数据库包括建筑构件的区域编号、区域中心坐标、建筑构件的编号和建筑构件的端点坐标;
S2)进行待探测区域水平距离探测,根据待探测区域的水平距离探测结果进行建筑构件水平距离探测,获得待遮挡探测识别的建筑构件;
S3)对所述待遮挡探测识别的建筑构件进行水平面通视探测,获得水平面不通视的建筑构件;
S4)建立遮挡分析判断模型,利用所述遮挡分析判断模型对所述水平面不通视的建筑构件进行遮挡识别,获取所述水平面不通视的建筑构件的遮挡识别结果。
2.根据权利要求1所述的分区降维化处理的建筑遮挡高效识别方法,其特征在于,步骤S1)中,对信号发射站周围建筑物进行分区,设置建筑物构件数据库,包括以下步骤:
S11)设置预设范围,将信号发射站周围的预设范围进行网格化划分,设定网格边长,一个网格对应一个区域,每个网格的中心点坐标与区域中心坐标相对应,对每个网格依次编号,网格编号与区域编号相对应,每个区域内包含若干个建筑物;
S12)将区域内的每个建筑物分解成若干个直线段状的建筑构件、并为所述建筑构件进行编号,每一个直线段状的建筑构件包括两个端点;
S13)设置建筑物构件数据库,将建筑构件的区域编号、区域中心坐标、建筑构件的编号和建筑构件的端点坐标存入所述建筑物构件数据库中。
3.根据权利要求2所述的分区降维化处理的建筑遮挡高效识别方法,其特征在于,步骤S2)中,进行待探测区域水平距离探测,根据待探测区域的水平距离探测结果进行建筑构件水平距离探测,获得待遮挡探测识别的建筑构件,包括以下步骤:
S21)设置探测距离限值,计算测站到待探测区域的区域中心的水平距离,判断所述水平距离是否小于所述探测距离限值,若是,则表明所述待探测区域已进入分析区,进入步骤S22);若否,则表明所述待探测区域未进入分析区;
S22)搜索分析区内的所有建筑构件,并从所述建筑物构件数据库中获取分析区内的所有建筑构件的两个端点坐标;
S23)设置水平距离探测阈值sd,分析区内的第i个建筑构件的两个端点包括第一端点和第二端点,第一端点坐标和第二端点坐标分别为(xc1,yc1,zc1)和(xc2,yc2,zc2),测站的坐标为(xs1,ys1,zs1);
S24)获得第一端点到测站的水平视线距离
Figure FDA0002685426740000021
以及第二端点到测站的水平视线距离
Figure FDA0002685426740000022
S25)判断第一端点到测站的水平视线距离
Figure FDA0002685426740000023
和第二端点到测站的水平视线距离
Figure FDA0002685426740000024
是否均小于水平距离探测阈值sd,若是,则表明建筑构件在水平距离探测范围内,将分析区内的第i个建筑构件作为待遮挡探测识别的建筑构件,进入步骤S3);若否,则不对分析区内的第i个建筑构件进行遮挡探测。
4.根据权利要求1或3所述的分区降维化处理的建筑遮挡高效识别方法,其特征在于,步骤S3)中,对所述待遮挡探测识别的建筑构件进行水平面通视探测,获得水平面不通视的建筑构件,包括以下步骤:
S31)获取测站的坐标(xs1,ys1,zs1)和信号发射站的坐标(xs2,ys2,zs2),根据所述测站的坐标和信号发射站的坐标确定观测视线,将观测视线投影至水平面,获得水平视线方程A1×x+B1×y+C1=0,其中,水平视线方程第一参数A1=ys2-ys1,水平视线方程第二参数B1=xs1–xs2,水平视线方程第三参数C1=xs2×ys1-ys2×xs1
S32)将建筑构件投影至水平面,获得水平构件方程A2×x+B2×y+C2=0,其中,水平构件方程第一参数A2=yc2-yc1,水平构件方程第二参数B2=xc1–xc2,水平构件方程第三参数C2=xc2×yc1-yc2×xc1
S33)计算水平视线方程A1×x+B1×y+C1=0与水平构件方程A2×x+B2×y+C2=0的交点,获得探测通视因子D=A1×B2-A2×B1;
S34)判断探测通视因子D是否为0,若是,则表明建筑构件水平通视;若否,则表明观测视线和建筑构件在水平面上存在交点,进入步骤S4)。
5.根据权利要求4所述的分区降维化处理的建筑遮挡高效识别方法,其特征在于,步骤S4)中,建立遮挡分析判断模型,利用所述遮挡分析判断模型对所述水平面不通视的建筑构件进行遮挡识别,获取所述水平面不通视的建筑构件的遮挡识别结果,包括以下步骤:
S41)根据测站的坐标和信号发射站的坐标获得测站至信号发射站的水平距离rs和方位角aziS,获得交点的平面坐标(xc,yc),
Figure FDA0002685426740000031
Figure FDA0002685426740000032
获得测站至交点的水平距离rc和方位角aziC,设置方位角阈值,判断|aziS-aziC|是否小于方位角阈值,若是,则表明观测视线方向与交点至信号发射站方向一致,进入步骤S42);若否,则表明所述水平面不通视的建筑构件未遮挡从信号发射站到测站的信号;
S42)根据所述测站至信号发射站的水平距离rs和测站至交点的水平距离rc,判断rc≤rs是否成立,若是,则表明交点位于测站与信号发射站之间的观测视线上,进入步骤S43);若否,则表明所述水平面不通视的建筑构件未遮挡从信号发射站到测站的信号;
S43)根据所述水平面不通视的建筑构件的两个端点的坐标获得所述水平面不通视的建筑构件的平面长度slen,计算所述水平面不通视的建筑构件的两个端点分别到交点的平面距离,第一端点到交点的水平面距离为s1,第二端点到交点的水平面距离为s2,判断s1+s2≤slen是否成立,若是,则表明交点位于建筑构件内,进入步骤S44);若否,则表明所述水平面不通视的建筑构件未遮挡从信号发射站到测站的信号;
S44)计算交点在建筑构件上的最大高度,根据交点的平面坐标(xc,yc)获得交点在三维坐标上的z轴值zc,将z轴值zc作为交点在建筑构件上的最大高度,根据交点的三维坐标(xc,yc,zc)和测站的坐标(xs1,ys1,zs1)获得测站至交点的高度角ec,根据信号发射站的坐标(xs2,ys2,zs2)和测站的坐标(xs1,ys1,zs1)获得测站至信号发射站的视线方向高度角es,判断ec>es是否成立,若否,则表明所述水平面不通视的建筑构件未遮挡从信号发射站到测站的信号;若是,则表明所述水平面不通视的建筑构件遮挡了从信号发射站到测站的信号。
6.根据权利要求5所述的分区降维化处理的建筑遮挡高效识别方法,其特征在于,步骤S43)中,将z轴值zc作为交点在建筑构件上的最大高度,z轴值zc满足等式
Figure FDA0002685426740000041
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