CN112580137A - 一种房屋建筑规模快速计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种房屋建筑规模快速计算方法，包括以下步骤：获取区域范围内的DSM数据和房屋建筑矢量数据；根据DSM数据，提取区域范围内DTM数据；获取区域范围内的NDSM数据；遍历区域范围内的所有房屋建筑物，对每一房屋建筑物，根据其覆盖的NDSM象元方格计算房屋建筑物体积；根据房屋建筑物体积，计算建筑物规模；计算区域范围内所有房屋建筑的建筑规模之和。本发明从三维层面上进行房屋建筑规模的计算，能在短时间内计算出一定区域内的房屋建筑总体规模，计算方法简单易懂，效率极高，为城市或区域总体评价及规划提供数据支撑。

Description

一种房屋建筑规模快速计算方法
技术领域
本发明涉及一种计算方法，尤其涉及一种房屋建筑规模快速计算方法。
背景技术
房屋建筑是指在规划设计地点，为用户或投资人提供进行生活、生产、工作或其他活动的实体。建筑规模的大小是评价一个城市发展水平的重要指标，也是城市规划的一个重要参考。因此，对于房屋建筑规模的测算十分重要。
目前，对于房屋建筑的计算还停留在面积计算的层面，即还停留在二维维度上去考量城市建筑规模的大小，然而，现如今随着房屋建筑建设的不断发展，面积计算的层面难以客观、准确的评价城市发展水平，并且，目前也尚未有成熟的快速计算区域内房屋建筑规模(三维)的方法，因此，亟需提供一种计算快速且简单易懂的房屋建筑规模快速计算方法。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种房屋建筑规模快速计算方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种房屋建筑规模快速计算方法，包括以下步骤：
步骤S1、获取区域范围内的DSM数据和房屋建筑矢量数据；
步骤S2、根据DSM数据，提取区域范围内DTM数据；
步骤S3、获取区域范围内的NDSM数据；
步骤S4、遍历区域范围内的所有房屋建筑物，对每一房屋建筑物，根据其覆盖的NDSM象元方格计算房屋建筑物体积；
步骤S5、遍历区域范围内所有房屋建筑物，根据房屋建筑物体积，计算建筑物规模；
步骤S6、计算区域范围内所有房屋建筑的建筑规模之和。
进一步地，步骤S1中，DSM数据为数字地表模型，房屋建筑矢量数据为根据影像提取或外业实测的SHP格式数据。
进一步地，步骤S2中，采用Geomatica Focus应用程序中的DEM编辑工具完成DSM数据中提取DTM数据。
进一步地，步骤S3中，将区域范围内的DSM数据与提取到的DTM数据做差值，差值后得到了消除地形影响的规格化的DSM，即得到NDSM。
进一步地，步骤S4中，将NDSM数据与房屋建筑矢量数据叠加，遍历范围内所有房屋建筑矢量。
进一步地，具体计算过程为：对每一房屋建筑物，设该房屋建筑包含n个NDSM象元方格，每个象元方格的面积为s，每个象元方格对应的高度信息：h1，h2，...,hn。则每一房屋建筑体积为：
Figure BDA0002847818630000021
其中，n为每个房屋建筑包含的NDSM象元方格数，i为从1到n的整数，j为从1到m的整数，s为NDSM象元方格面积，hi为房屋建筑的第i个NDSM象元方格代表的高值。
7、根据权利要求6所述的房屋建筑规模快速计算方法，其特征在于：步骤S5中，建筑物规模的具体计算过程为：区域范围内房屋建筑有m个，按照房屋建筑平均层高Hi计算房屋建筑层数，求得房屋建筑规模Sj为：
Figure BDA0002847818630000022
其中，vj为第j个房屋建筑物体积，Sj为第j个房屋建筑的建筑规模，m为区域范围内房屋建筑个数，j为从1到m的整数。
进一步地，步骤S6中，遍历区域范围内所有房屋建筑，则区域范围内总房屋建筑规模S为：
Figure BDA0002847818630000031
其中，Sj为第j个房屋建筑的建筑规模，m为区域范围内房屋建筑个数，j为从1到m的整数，vj为第j个房屋建筑物体积，Hi为房屋建筑平均层高，n为每个房屋建筑包含的NDSM象元方格数，i为从1到n的整数，s为NDSM象元方格面积，hi为房屋建筑的第i个NDSM象元方格代表的高值。
本发明公开了一种房屋建筑规模快速计算方法，从三维层面上进行房屋建筑规模的计算，克服了现有的面积计算的层面难以客观、准确的评价城市发展水平的问题；并且，本发明能在短时间内计算出一定区域内的房屋建筑总体规模，计算方法简单易懂，能够快速计算使得效率极高，为城市或区域总体评价及规划提供数据支撑。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
图2为本发明实施例中DSM数据图。
图3为本发明实施例中DTM数据图。
图4为本发明实施例中NDSM数据图。
图5为本发明实施例中对象A的NDSM象元方格示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种房屋建筑规模快速计算方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1、获取区域范围内的DSM数据和房屋建筑矢量数据；
步骤S2、根据DSM数据，提取区域范围内DTM数据；
步骤S3、获取区域范围内的NDSM数据；
步骤S4、遍历区域范围内的所有房屋建筑物，对每一房屋建筑物，根据其覆盖的NDSM象元方格计算房屋建筑物体积；
步骤S5、遍历区域范围内所有房屋建筑物，根据房屋建筑物体积，计算建筑物规模；
步骤S6、计算区域范围内所有房屋建筑的建筑规模之和。
在步骤S1中，DSM数据为数字地表模型，可利用机载激光扫描制图系统获取区域范围内的DSM数据，DSM数据包含了地表建筑物、桥梁和树木等高度信息的地表高程模型；房屋建筑矢量数据为根据影像提取或外业实测的SHP格式数据，如：获取区域范围内遥感影像，对房屋建筑进行识别和矢量化，得到区域范围内的房屋建筑矢量数据。
在步骤S2中，从DSM中提起DTM，可采用Geomatica Focus应用程序中的DEM编辑工具完成，DTM数据是以密集的地形模型点的坐标X、Y、Z表达地面形态的数字地形模型。
在步骤S3中，将区域范围内的DSM数据与提取到的DTM数据做差值，差值后得到了消除地形影响的规格化的DSM，即得到NDSM，NDSM是归一化数字表面模型。
在步骤S4中，将NDSM数据与房屋建筑矢量数据叠加，遍历范围内所有房屋建筑矢量。具体计算过程为：对每一房屋建筑物，假设该房屋建筑包含n个NDSM象元方格，每个象元方格的面积为s，每个象元方格对应的高度信息：h1，h2，...,hn。则每一房屋建筑体积为：
Figure BDA0002847818630000041
其中，n为每个房屋建筑包含的NDSM象元方格数，i为从1到n的整数，j为从1到m的整数，s为NDSM象元方格面积，hi为房屋建筑的第i个NDSM象元方格代表的高值。
在步骤S5中，建筑物规模的具体计算过程为：区域范围内房屋建筑有m个，按照房屋建筑平均层高Hi计算房屋建筑层数，求得房屋建筑规模Sj为：
Figure BDA0002847818630000051
其中，vj为第j个房屋建筑物体积，Sj为第j个房屋建筑的建筑规模，m为区域范围内房屋建筑个数，j为从1到m的整数。
在步骤S6中，遍历区域范围内所有房屋建筑，则区域范围内总房屋建筑规模S为：
Figure BDA0002847818630000052
其中，Sj为第j个房屋建筑的建筑规模，m为区域范围内房屋建筑个数，j为从1到m的整数，vj为第j个房屋建筑物体积，Hi为房屋建筑平均层高，n为每个房屋建筑包含的NDSM象元方格数，i为从1到n的整数，s为NDSM象元方格面积，hi为房屋建筑的第i个NDSM象元方格代表的高值。
对于本发明所公开的房屋建筑规模快速计算方法，最终从三维层面上计算得到总房屋建筑规模S，能够为城市或区域总体评价及规划提供更加客观准确的数据支撑。对于本发明是利用区域DSM数据，经处理得到房屋建筑的NDSM数据，然后与根据影像提取或外业实测的SHP格式房屋建筑数据叠加套合，求得区域内总建筑规模，能够在短时间内快速计算出一定区域内的房屋建筑总体规模，简单易懂，计算效率极高。
下面结合具体的实施例，对本发明所公开的房屋建筑规模快速计算方法，做进一步详细的说明。
如图2所示，是利用机载激光扫描制图系统获取的区域范围内DSM，采用GeomaticaFocus应用程序中的DEM编辑工具从DSM提取DTM，DTM如图3所示；再用两者做差值，得到图4所示的区域内NDSM数据图；再将房屋矢量数据与得到的NDSM数据套合，以其中的一个房屋为例，即图4中的对象A，该房屋内包含多个NDSM象元方格，每个象元格面积相同，且每个象元格都有自己的高度值。计算出每个象元的体积：v＝s*h，然后累计象元方格求和得到单个房屋体积，单个房屋体积再除以平均层高Hi，得到单个房屋建筑规模。按照此方法，对区域范围内每一个的房屋建筑都计算得到房屋建筑规模，最后对所有的房屋建筑规模求和，得到区域总建筑规模。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种房屋建筑规模快速计算方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1、获取区域范围内的DSM数据和房屋建筑矢量数据；
步骤S2、根据DSM数据，提取区域范围内DTM数据；
步骤S3、获取区域范围内的NDSM数据；
步骤S4、遍历区域范围内的所有房屋建筑物，对每一房屋建筑物，根据其覆盖的NDSM象元方格计算房屋建筑物体积；
步骤S5、遍历区域范围内所有房屋建筑物，根据房屋建筑物体积，计算建筑物规模；
步骤S6、计算区域范围内所有房屋建筑的建筑规模之和。
2.根据权利要求1所述的房屋建筑规模快速计算方法，其特征在于：步骤S1中，DSM数据为数字地表模型，房屋建筑矢量数据为根据影像提取或外业实测的SHP格式数据。
3.根据权利要求1所述的房屋建筑规模快速计算方法，其特征在于：步骤S2中，采用Geomatica Focus应用程序中的DEM编辑工具完成DSM数据中提取DTM数据。
4.根据权利要求1所述的房屋建筑规模快速计算方法，其特征在于：步骤S3中，将区域范围内的DSM数据与提取到的DTM数据做差值，差值后得到了消除地形影响的规格化的DSM，即得到NDSM。
5.根据权利要求1所述的房屋建筑规模快速计算方法，其特征在于：步骤S4中，将NDSM数据与房屋建筑矢量数据叠加，遍历范围内所有房屋建筑矢量。
6.根据权利要求5所述的房屋建筑规模快速计算方法，其特征在于：具体计算过程为：对每一房屋建筑物，设该房屋建筑包含n个NDSM象元方格，每个象元方格的面积为s，每个象元方格对应的高度信息：h1，h2，...,hn。则每一房屋建筑体积为：
Figure FDA0002847818620000011
其中，n为每个房屋建筑包含的NDSM象元方格数，i为从1到n的整数，j为从1到m的整数，s为NDSM象元方格面积，hi为房屋建筑的第i个NDSM象元方格代表的高值。
7.根据权利要求6所述的房屋建筑规模快速计算方法，其特征在于：步骤S5中，建筑物规模的具体计算过程为：区域范围内房屋建筑有m个，按照房屋建筑平均层高Hi计算房屋建筑层数，求得房屋建筑规模Sj为：
Figure FDA0002847818620000021
其中，vj为第j个房屋建筑物体积，Sj为第j个房屋建筑的建筑规模，m为区域范围内房屋建筑个数，j为从1到m的整数。
8.根据权利要求7所述的房屋建筑规模快速计算方法，其特征在于：步骤S6中，遍历区域范围内所有房屋建筑，则区域范围内总房屋建筑规模S为：
Figure FDA0002847818620000022
其中，Sj为第j个房屋建筑的建筑规模，m为区域范围内房屋建筑个数，j为从1到m的整数，vj为第j个房屋建筑物体积，Hi为房屋建筑平均层高，n为每个房屋建筑包含的NDSM象元方格数，i为从1到n的整数，s为NDSM象元方格面积，hi为房屋建筑的第i个NDSM象元方格代表的高值。
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