CN113486028A - 一种基于多源数据融合的可计算建模方法 - Google Patents

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张惠琳
宋莹璇
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肖永浩
葛双全
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Abstract

本发明涉及计算机辅助工程相关技术领域，尤其涉及一种基于多源数据融合的可计算建模方法，包括以下步骤，S10、城市矢量数据获取单元：监测数据自动更新，实时从服务端获取数据更新文件；S20、城市矢量数据解析单元：基于步骤S10获取到矢量数据存放位置，通过建模算法解析为三维实体对象；该发明能够有效结合多种数据源作为输入，通过本方法进行逐一解析，从而在三维数字地球中生成可计算场景模型并作为后续数值模拟等应用的输入；结合三维实体数据库，可对场景中的三维模型进行自由修改和扩展，具有普适性，故可用于实际的软件或系统中；综上所述，以上具体实施方式仅用于说明本发明，而不应该被理解为对本发明的限制。

Description

一种基于多源数据融合的可计算建模方法
技术领域
本发明涉及计算机辅助工程相关技术领域，尤其涉及一种基于多源数据融合的可计算建模方法。
背景技术
随着智慧城市建设的开展，数字城市模型在城市规划与管理、环境模拟、应急响应、导航、虚拟旅游以及其他科学和大众应用方面的需求越来越高，成为提升城市竞争力、解决城市发展问题的重要支撑；基于多源数据融合的可计算场景建模方法面向城市规划、地理、航空、航天、建筑、兵器等行业/领域的数值模拟建模需求；为了给数值模拟软件提供大规模城市的可计算模型，不仅需要具有面向大空间尺度、海量数据、频繁更新的城市的快速建模能力，还需要使模型满足特定的可计算要求；
传统的建模方法有多视图三维重建、基于LiDAR点云的三维重建、基于矢量数据建模和多源数据融合建模等；从发展趋势来看，大规模数字城市建模正在朝自动化、精细化、语义化、集成化、标准化和开放共享等方向发展，在建模成本不断降低的同时提高建模效率和模型可重用性；由于城市模型的数据量巨大，现有商业软件等手段不能满足快速、实时建模的需求，且无法对多类地理信息数据以及三维实体模型进行融合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多源数据融合的可计算建模方法，以解决上述背景技术中提出的由于城市模型的数据量巨大，现有商业软件等手段不能满足快速、实时建模的需求，且无法对多类地理信息数据以及三维实体模型进行融合的问题。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种基于多源数据融合的可计算建模方法，包括以下步骤，
S10、城市矢量数据获取单元：监测数据自动更新，实时从服务端获取数据更新文件；
S20、城市矢量数据解析单元：基于步骤S10获取到矢量数据存放位置，通过建模算法解析为三维实体对象；
S30、三维场景绘制单元：记录建模结果的详细信息和参数，在三维场景中进行绘制，如果要进行三维实体建模，进入步骤S80；
S40、城市卫星遥感数据获取单元：监测数据自动更新，实时从服务端获取数据更新文件；
S50、城市卫星遥感数据解析单元：基于步骤S40获取到遥感数据存放位置，通过建模算法解析为三维实体对象，进入步骤S30；
S60、三维实体模型数据库管理单元：实时监测三维实体数据库的变更情况，当出现模型文件增删、修改、替换、重命名等操作时，对变更前后的文件进行比较，提示用户是否更新数据库状态；
S70、三维实体模型数据库获取单元：实时从服务端获取三维实体模型和参数，对获取内容进行分类别存储；
S80、三维实体模型绘制单元：通过从步骤S70获得的三维实体模型路径和参数等信息，放置三维实体的三维模型到场景指定位置；
S90、三维实体模型姿态交互单元：步骤S80实现之后，通过获取三维实体自由度控制轴，对模型的平移、旋转、缩放等姿态进行交互控制；
S110、可计算模型输出单元：步骤S30和步骤S90完成之后，对建模结果进行输出，包括可计算单体、可计算地形、可计算三维实体、以及建模关键参数信息等。
进一步的，所述步骤S10、S20、S70中多种数据源的识别与融合，共同作为建模结果的输入。
进一步的，所述S30中记录建模结果的详细信息和参数，在三维场景中进行绘制。
进一步的，所述S90中通过获取三维实体自由度控制轴，对三维实体的平移、旋转、缩放等姿态进行交互控制。
本发明的有益效果为：
本发明的优点在于，能够有效结合多种数据源作为输入，通过本方法进行逐一解析，从而在三维数字地球中生成可计算场景模型并作为后续数值模拟等应用的输入；结合三维实体数据库，可对场景中的三维模型进行自由修改和扩展，具有普适性，故可用于实际的软件或系统中；综上所述，以上具体实施方式仅用于说明本发明，而不应该被理解为对本发明的限制。
附图说明
图1为本发明基于多源数据融合的可计算场景建模方法结构框图。
图2为本发明进行三维实体数据库变更方法的流程图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
本发明的具体结构为：一种基于多源数据融合的可计算建模方法，包括以下步骤，
S10、城市矢量数据获取单元：监测数据自动更新，实时从服务端获取数据更新文件；
S20、城市矢量数据解析单元：基于步骤S10获取到矢量数据存放位置，通过建模算法解析为三维实体对象；
S30、三维场景绘制单元：记录建模结果的详细信息和参数，在三维场景中进行绘制，如果要进行三维实体建模，进入步骤S80；
S40、城市卫星遥感数据获取单元：监测数据自动更新，实时从服务端获取数据更新文件；
S50、城市卫星遥感数据解析单元：基于步骤S40获取到遥感数据存放位置，通过建模算法解析为三维实体对象，进入步骤S30；
S60、三维实体模型数据库管理单元：实时监测三维实体数据库的变更情况，当出现模型文件增删、修改、替换、重命名等操作时，对变更前后的文件进行比较，提示用户是否更新数据库状态；
S70、三维实体模型数据库获取单元：实时从服务端获取三维实体模型和参数，对获取内容进行分类别存储；
S80、三维实体模型绘制单元：通过从步骤S70获得的三维实体模型路径和参数等信息，放置三维实体的三维模型到场景指定位置；
S90、三维实体模型姿态交互单元：步骤S80实现之后，通过获取三维实体自由度控制轴，对模型的平移、旋转、缩放等姿态进行交互控制；
S110、可计算模型输出单元：步骤S30和步骤S90完成之后，对建模结果进行输出，包括可计算单体、可计算地形、可计算三维实体、以及建模关键参数信息等。
优选的，所述步骤S10、S20、S70中多种数据源的识别与融合，共同作为建模结果的输入。
优选的，所述S30中记录建模结果的详细信息和参数，在三维场景中进行绘制。
优选的，所述S90中通过获取三维实体自由度控制轴，对三维实体的平移、旋转、缩放等姿态进行交互控制。
实施例一：
图1为本发明基于多源数据融合的可计算场景建模方法结构框图，从图中可以看出：
本发明实施例中，S10、城市矢量数据获取单元：用于从本地获取用户指定范围内的城市矢量数据，其文件路径、建模范围、建模控制参数可作为后续流程的输入；S20、城市矢量数据解析单元：对上一步的输入进行解析，生成范围限定内的建模结果，暂存在系统内部；S30、遥感影像数据获取单元：用于从本地获取用户指定范围内的卫星遥感影像数据，其文件路径、建模范围、建模控制参数可作为后续流程的输入；S40、遥感影像数据解析单元：对上一步的输入进行解析，生成范围限定内的建模结果，暂存在系统中；S50、三维实体数据获取单元通过S60、三维实体数据库获取三维实体存放路径、性能参数、建模参数等；S70、三维实体数据解析单元：用于对上一步骤的数据进行解析，以数据结构的形式暂存在系统内部；S80、三维实体模型姿态交互单元：用于对场景中的三维实体姿态进行调整，包括三维实体平移、旋转、缩放等；S90、三维场景绘制单元：用于对上诉步骤创建的城市矢量单体模型、卫星遥感影像单体模型以及三维实体模型进行三维可视化显示，用户通过该单元能直观看到建模成果；S110、可计算模型输出单元：用于对建模结果进行输出，提供给后续数值模拟软件进行计算或其他应用。
实施例二：
图2为本发明进行三维实体数据库变更方法的流程图，从图中可以看出：
S601：对三维实体数据库变更主要有两种途径，包括对三维实体数据库的新增（S602）和删除（S608）；
S602：新增三维实体相关信息到数据库；
S603：判断新增内容是否与现存内容一致，若完全一致，则返回S601，若不一致则进入S604，若模型一致但参数不一致则进入S605；
S605：新增三维实体模型及其可计算参数；
S606：导入三维实体模型到数据库中；
S607：导入三维实体模型对应的可计算参数到数据库中；
S608：从数据库删除三维实体相关信息；
S609：判断是否保留三维实体模型问题，若保留则执行S610，否则执行S611；
S610：从数据库中删除三维实体相关信息的索引；
S611：从数据库中删除三维实体模型以及对应的可计算参数。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，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、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于多源数据融合的可计算建模方法，其特征在于：包括以下步骤，
S10、城市矢量数据获取单元：监测数据自动更新，实时从服务端获取数据更新文件；
S20、城市矢量数据解析单元：基于步骤S10获取到矢量数据存放位置，通过建模算法解析为三维实体对象；
S30、三维场景绘制单元：记录建模结果的详细信息和参数，在三维场景中进行绘制，如果要进行三维实体建模，进入步骤S80；
S40、城市卫星遥感数据获取单元：监测数据自动更新，实时从服务端获取数据更新文件；
S50、城市卫星遥感数据解析单元：基于步骤S40获取到遥感数据存放位置，通过建模算法解析为三维实体对象，进入步骤S30；
S60、三维实体模型数据库管理单元：实时监测三维实体数据库的变更情况，当出现模型文件增删、修改、替换、重命名等操作时，对变更前后的文件进行比较，提示用户是否更新数据库状态；
S70、三维实体模型数据库获取单元：实时从服务端获取三维实体模型和参数，对获取内容进行分类别存储；
S80、三维实体模型绘制单元：通过从步骤S70获得的三维实体模型路径和参数等信息，放置三维实体的三维模型到场景指定位置；
S90、三维实体模型姿态交互单元：步骤S80实现之后，通过获取三维实体自由度控制轴，对模型的平移、旋转、缩放等姿态进行交互控制；
S110、可计算模型输出单元：步骤S30和步骤S90完成之后，对建模结果进行输出，包括可计算单体、可计算地形、可计算三维实体、以及建模关键参数信息等。
2.根据权利要求1所述的一种基于多源数据融合的可计算建模方法，其特征在于：所述步骤S10、S20、S70中多种数据源的识别与融合，共同作为建模结果的输入。
3.根据权利要求1所述的一种基于多源数据融合的可计算建模方法，其特征在于：所述S30中记录建模结果的详细信息和参数，在三维场景中进行绘制。
4.根据权利要求1所述的一种基于多源数据融合的可计算建模方法，其特征在于：所述S90中通过获取三维实体自由度控制轴，对三维实体的平移、旋转、缩放等姿态进行交互控制。
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