CN113470176A - 数字地形图中自动注记建筑物层数的方法 - Google Patents

数字地形图中自动注记建筑物层数的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及测绘技术领域，提供了一种数字地形图中自动注记建筑物层数的方法，通过读取数字地形图文件以及其对应区域的DEM文件，利用目标建筑物各端点高程坐标的最大值与目标建筑物的重心点在地面位置的高程坐标的差值，以得到目标建筑物的相对高度，以该相对高度除以预设的层高数值，就可得到目标建筑物的层数，然后就可将目标建筑物的层数注记在数字地形图上。与现有技术相比，本发明无需外业现场调绘，建筑物层数注记的工作可由原来的一天或几天缩短至半个小时之内，不仅节约了大量的时间，大大提高了数字地形图的编图效率，而且建筑物层数注记工作中避免了人为错漏的现象，提高了数字地形图的编图质量。

Description

数字地形图中自动注记建筑物层数的方法
技术领域
本发明涉及测绘技术领域，尤其是一种数字地形图中自动注记建筑物层数的方法。
背景技术
在大比例尺数字地形图绘制过程中，数字地形图中的建筑物需要注记层数，按照现有的作业流程，内业无法直接判断建筑物的层数，因此需要外业现场调绘后再将建筑物层数手动标注在数字地形图中，这种方式不仅耗费大量时间，生产效率极低，降低了数字地形图的编图效率，而且即使经过多道审查工序，仍然避免不了存在错漏现象，这对提高数字地形图的质量造成了一定的障碍。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种数字地形图中自动注记建筑物层数的方法，提高数字地形图的编图效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：数字地形图中自动注记建筑物层数的方法，包括如下步骤：
S1、读取数字地形图文件，在数字地形图文件中选取目标建筑物；
S2、读取数字地形图文件对应区域的DEM文件；
S3、针对任意一个目标建筑物，遍历其每个端点，记录每个端点的平面坐标和高程坐标；在所有端点的高程坐标中，将高程坐标的最大值记为Zmax；
S4、根据目标建筑物各个端点的平面坐标计算出目标建筑物的重心点P的平面坐标Xp和Yp；
S5、根据重心点P的平面坐标，在DEM文件中找出重心点P所对应的由DEM格网点构成的最小三角形，根据该三角形的三个顶点的三维坐标以及重心点P的平面坐标计算出重心点P在地面位置的高程坐标Zp；
S6、以Zmax和Zp的差值作为目标建筑物的高度，以此高度除以预设的层高数值，得到目标建筑物的层数；若目标建筑物的层数大于或等于2，则将目标建筑物的层数注记在数字地形图上；
S7、重复步骤S3-S6，直至所有目标建筑物的层数注记完成。
进一步的，步骤S6中，目标建筑物的层数注记在数字地形图上目标建筑物的重心点P处。
进一步的，步骤S5中，重心点P所对应的由DEM格网点构成的最小三角形的三个顶点的三维坐标分别为：(X1，Y1，Z1)、(X2，Y2，Z2)(X3，Y3，Z3)；
则重心点P在地面位置的高程坐标为：
Figure BDA0003146069980000021
其中，X21＝X2-X1，X31＝X3-X1，Y21＝Y2-Y1，Y31＝Y3-Y1，Z21＝Z2-Z1，Z31＝Z3-Z1。
本发明的有益效果是：本发明实施例提供的数字地形图中自动注记建筑物层数的方法，通过读取数字地形图文件以及其对应区域的DEM文件，利用目标建筑物各端点高程坐标的最大值与目标建筑物的重心点在地面位置的高程坐标的差值，以得到目标建筑物的相对高度，以该相对高度除以预设的层高数值，就可得到目标建筑物的层数，然后就可将目标建筑物的层数注记在数字地形图上。与现有技术相比，本发明无需外业现场调绘，建筑物层数注记的工作可由原来的一天或几天缩短至半个小时之内，不仅节约了大量的时间，大大提高了数字地形图的编图效率，而且建筑物层数注记工作中避免了人为错漏的现象，提高了数字地形图的编图质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍；显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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是本发明实施例提供的数字地形图中自动注记建筑物层数的方法的流程图；
图2是本发明实施例1中的目标建筑物的立体图；
图3是本发明实施例1中的目标建筑物在数字地形图中的结构示意图；
图4是本发明实施例2中的目标建筑物的立体图；
图5是本发明实施例2中的目标建筑物在数字地形图中的结构示意图；
图6是本发明实施例3中的目标建筑物的立体图；
图7是本发明实施例3中的目标建筑物在数字地形图中的结构示意图；
图8是本发明实施例中的目标建筑物的重心点P与由DEM格网点构成的最小三角形的位置关系图。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
图1是本发明实施例提供的数字地形图中自动注记建筑物层数的方法的流程图。
参见图1，本发明实施例提供的数字地形图中自动注记建筑物层数的方法，包括如下步骤：
S1、读取数字地形图文件，在数字地形图文件中选取目标建筑物；
S2、读取数字地形图文件对应区域的DEM文件；
S3、针对任意一个目标建筑物，遍历其每个端点，记录每个端点的平面坐标和高程坐标；在所有端点的高程坐标中，将高程坐标的最大值记为Zmax；
S4、根据目标建筑物各个端点的平面坐标计算出目标建筑物的重心点P的平面坐标Xp和Yp；
S5、根据重心点P的平面坐标，在DEM文件中找出重心点P所对应的由DEM格网点构成的最小三角形，根据该三角形的三个顶点的三维坐标以及重心点P的平面坐标计算出重心点P在地面位置的高程坐标Zp；
S6、以Zmax和Zp的差值作为目标建筑物的高度，以此高度除以预设的层高数值，得到目标建筑物的层数；若目标建筑物的层数大于或等于2，则将目标建筑物的层数注记在数字地形图上；
S7、重复步骤S3-S6，直至所有目标建筑物的层数注记完成。
本发明实施例中，所述数字地形图文件为常用的dwg格式，采用CAD软件读取该数字地形图文件。当然所述数字地形图文件还可以为其他格式，采用现有相应的软件进行读取，在此不做具体的限定。
步骤S1中，当通过软件读取数字地形图文件后，就在数字地形图中选取目标建筑物。目标建筑物的数量根据实际情况进行选取，在此不做具体的限定。例如，在数字地形图文件中选取至少三个目标建筑物。所述目标建筑物指的是需要注记层数的建筑物。
数字高程模型，简称DEM，是通过有限的地形高程数据实现对地形的数字化模拟，即地形表面形态的数字化表达，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。
步骤S2中，读取数字地形图文件对应区域的DEM文件。其中，数字地形图文件对应区域指的是数字地形图中目标建筑物对应的区域。当读取DEM文件后，就可得到目标建筑物所在区域的地面高程数据。
目标建筑物在数字地形图中是用线或面来表示的，这些线或面的边界都是有多个端点构成的。
步骤S3中，遍历目标建筑物的每个端点，并记录每个端点的平面坐标和高程坐标。将各个端点的高程坐标进行比较以得到最大值，并将高程坐标的最大值记为Zmax。则Zmax就是目标建筑物最高位置处的高程坐标。
步骤S4中，根据目标建筑物各个端点的平面坐标计算出目标建筑物的重心点P的平面坐标Xp和Yp。这样就可确定目标建筑物的重心点P的平面位置。
步骤S5中，根据目标建筑物的重心点P的平面坐标，在DEM文件中找出重心点P所对应的由DEM格网点构成的最小三角形，根据该三角形的三个顶点的三维坐标以及重心点P的平面坐标计算出重心点P在地面位置的高程坐标Zp。
重心点P在地面位置的高程坐标Zp的具体算法如下：
重心点P所对应的由DEM格网点构成的最小三角形的三个顶点的三维坐标分别为：(X1，Y1，Z1)、(X2，X2，Z2)(X3，Y3，Z3)；则由这三个顶点确定的平面方程为：
Figure BDA0003146069980000041
则重心点P在地面位置的高程坐标为：
Figure BDA0003146069980000042
其中，X21＝X2-X1，X31＝X3-X1，Y21＝Y2-Y1，Y31＝Y3-Y1，Z21＝Z2-Z1，Z31＝Z3-Z1。
步骤S6中，当求出Zmax和Zp后，所述目标建筑物的高度等于Zmax-Zp，然后再将该高度除以预设的层高，就可得到目标建筑物的层数。若得到的目标建筑物层数的数值为小数时，则将该小数四舍五入得到整数。当目标建筑物的层数小于2时，不需要注记；当目标建筑物的层数大于或等于2，将目标建筑物的层数注记在数字地形图上。优选的，目标建筑物的层数注记在数字地形图上目标建筑物的重心点P处。
步骤S7中，当一个目标建筑物的层数注记完成后，再重复步骤S3-S6，依次将其余目标建筑物的层数注记完成。
实施例1：
本实施例提供的数字地形图中自动注记建筑物层数的方法，包括如下步骤：
S1、读取数字地形图文件，在数字地形图文件中选取目标建筑物；所述目标建筑物为普通住宅，目标建筑物的立体图如图2所示，其顶面由端点a、b、b’、c、d、e’、e、f构成；该目标建筑物在数字地形图中的结构如图3所示，由端点a、b、c、d、e、f构成；
S2、读取数字地形图文件对应区域的DEM文件；
S3、遍历目标建筑物的端点a、b、c、d、e、f，记录每个端点的平面坐标和高程坐标；在所有端点的高程坐标中，端点a、b、e、f的高程坐标相等、且为最大值，那么就将端点a、b、e、f的高程坐标记为Zmax；
S4、继续参见图3，目标建筑物的重心点P为由端点a、b、c、d、e、f确定的几何图形的重心。根据目标建筑物的端点a、b、c、d、e、f的平面坐标计算出目标建筑物的重心点P的平面坐标Xp和Yp；
S5、根据重心点P的平面坐标，在DEM文件中找出重心点P所对应的由DEM格网点构成的最小三角形，参见图8，重心点P与由Q1、Q2、Q3构成的三角形相对应，根据该三角形的顶点Q1、Q2、Q3的三维坐标以及重心点P的平面坐标计算出重心点P在地面位置的高程坐标Zp；
S6、以Zmax和Zp的差值作为目标建筑物的高度，按照《国家住宅设计规范》中的要求，普通住宅层高不宜高于2.8米，则以2.8米作为目标建筑物的预设层高，以目标建筑物的高度除以预设层高得出的数值就等于该目标建筑物的层数，若目标建筑物的层数大于或等于2，则将目标建筑物的层数注记在数字地形图上；
S7、重复步骤S3-S6，直至所有目标建筑物的层数注记完成。
实施例2：
本实施例提供的数字地形图中自动注记建筑物层数的方法，包括如下步骤：
S1、读取数字地形图文件，在数字地形图文件中选取目标建筑物；所述目标建筑物为普通住宅，目标建筑物的立体图如图4所示，其顶面由端点b2、b2’、c2、d2、e2’、e2、f2构成；该目标建筑物在数字地形图中的结构如图5所示，由端点b2、c2、d2、e2、f2构成；
S2、读取数字地形图文件对应区域的DEM文件；
S3、遍历目标建筑物的端点b2、c2、d2、e2、f2，记录每个端点的平面坐标和高程坐标；在所有端点的高程坐标中，端点b2、e2、f2的高程坐标相等、且为最大值，那么就将端点b2、e2、f2的高程坐标记为Zmax；
S4、继续参见图5，目标建筑物的重心点P为由端点b2、c2、d2、e2、f2确定的几何图形的重心。根据目标建筑物的端点b2、c2、d2、e2、f2的平面坐标计算出目标建筑物的重心点P的平面坐标Xp和Yp；
S5、根据重心点P的平面坐标，在DEM文件中找出重心点P所对应的由DEM格网点构成的最小三角形，参见图8，重心点P与由Q1、Q2、Q3构成的三角形相对应，根据该三角形的顶点Q1、Q2、Q3的三维坐标以及重心点P的平面坐标计算出重心点P在地面位置的高程坐标Zp；
S6、以Zmax和Zp的差值作为目标建筑物的高度，按照《国家住宅设计规范》中的要求，普通住宅层高不宜高于2.8米，则以2.8米作为目标建筑物的预设层高，以目标建筑物的高度除以预设层高得出的数值就等于该目标建筑物的层数，若目标建筑物的层数大于或等于2，则将目标建筑物的层数注记在数字地形图上；
S7、重复步骤S3-S6，直至所有目标建筑物的层数注记完成。
实施例3：
本实施例提供的数字地形图中自动注记建筑物层数的方法，包括如下步骤：
S1、读取数字地形图文件，在数字地形图文件中选取目标建筑物；所述目标建筑物为普通住宅，目标建筑物的立体图如图6所示，其顶面由端点a3、b3、g3、c3、d3、h3、e3、f3构成；该目标建筑物在数字地形图中的结构如图7所示，由端点a3、b3、g3、c3、d3、h3、e3、f3构成；
S2、读取数字地形图文件对应区域的DEM文件；
S3、遍历目标建筑物的端点a3、b3、g3、c3、d3、h3、e3、f3，记录每个端点的平面坐标和高程坐标；在所有端点的高程坐标中，端点a3、b3、e3、f3的高程坐标相等、且为最大值，那么就将端点a3、b3、e3、f3的高程坐标记为Zmax；
S4、继续参见图7，目标建筑物的重心点P为由端点a3、b3、g3、c3、d3、h3、e3、f3确定的几何图形的重心。根据目标建筑物的端点a3、b3、g3、c3、d3、h3、e3、f3的平面坐标计算出目标建筑物的重心点P的平面坐标Xp和Yp；
S5、根据重心点P的平面坐标，在DEM文件中找出重心点P所对应的由DEM格网点构成的最小三角形，参见图8，重心点P与由Q1、Q2、Q3构成的三角形相对应，根据该三角形的顶点Q1、Q2、Q3的三维坐标以及重心点P的平面坐标计算出重心点P在地面位置的高程坐标Zp；
S6、以Zmax和Zp的差值作为目标建筑物的高度，按照《国家住宅设计规范》中的要求，普通住宅层高不宜高于2.8米，则以2.8米作为目标建筑物的预设层高，以目标建筑物的高度除以预设层高得出的数值就等于该目标建筑物的层数，若目标建筑物的层数大于或等于2，则将目标建筑物的层数注记在数字地形图上；
S7、重复步骤S3-S6，直至所有目标建筑物的层数注记完成。
本发明实施例提供的数字地形图中自动注记建筑物层数的方法，通过读取数字地形图文件以及其对应区域的DEM文件，利用目标建筑物各端点高程坐标的最大值与目标建筑物的重心点在地面位置的高程坐标的差值，以得到目标建筑物的相对高度，以该相对高度除以预设的层高数值，就可得到目标建筑物的层数，然后就可将目标建筑物的层数注记在数字地形图上。与现有技术相比，本发明无需外业现场调绘，建筑物层数注记的工作可由原来的一天或几天缩短至半个小时之内，不仅节约了大量的时间，大大提高了数字地形图的编图效率，而且建筑物层数注记工作中避免了人为错漏的现象，提高了数字地形图的编图质量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，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之内。

Claims (3)

1.数字地形图中自动注记建筑物层数的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、读取数字地形图文件，在数字地形图文件中选取目标建筑物；
S2、读取数字地形图文件对应区域的DEM文件；
S3、针对任意一个目标建筑物，遍历其每个端点，记录每个端点的平面坐标和高程坐标；在所有端点的高程坐标中，将高程坐标的最大值记为Zmax；
S4、根据目标建筑物各个端点的平面坐标计算出目标建筑物的重心点P的平面坐标Xp和Yp；
S5、根据重心点P的平面坐标，在DEM文件中找出重心点P所对应的由DEM格网点构成的最小三角形，根据该三角形的三个顶点的三维坐标以及重心点P的平面坐标计算出重心点P在地面位置的高程坐标Zp；
S6、以Zmax和Zp的差值作为目标建筑物的高度，以此高度除以预设的层高数值，得到目标建筑物的层数；若目标建筑物的层数大于或等于2，则将目标建筑物的层数注记在数字地形图上；
S7、重复步骤S3-S6，直至所有目标建筑物的层数注记完成。
2.根据权利要求1所述的数字地形图中自动注记建筑物层数的方法，其特征在于，步骤S6中，目标建筑物的层数注记在数字地形图上目标建筑物的重心点P处。
3.根据权利要求1所述的数字地形图中自动注记建筑物层数的方法，其特征在于，步骤S5中，重心点P所对应的由DEM格网点构成的最小三角形的三个顶点的三维坐标分别为：(X1，Y1，Z1)、(X2，Y2，Z2)(X3，Y3，Z3)；
则重心点P在地面位置的高程坐标为：
Figure FDA0003146069970000011
其中，X21＝X2-X1，X31＝X3-X1，Y21＝Y2-Y1，Y31＝Y3-Y1，Z21＝Z2-Z1，Z31＝Z3-Z1。
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