CN113761622B - 一种参数化城市建模方法、装置、存储介质及终端设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种参数化城市建模方法、装置、存储介质及终端设备，通过设置待建模地块的用地类型，将所述待建模地块划分为若干子地块；生成若干基本建筑构件，并设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据；根据所述概率数据生成城市三维模型；根据用地类型，获取建筑类型参数，并根据所述建筑类型参数对所述城市三维模型的参数进行调整；根据所述用地类型将预先建立的纹理库中的纹理图案粘贴到所述城市三维模型中，生成标准城市三维模型，并根据预设的道路生成规则在所述标准城市三维模型中生成城市道路。建模方法建模更便捷，模型可根据规划指标参数进行调整现快速、自动批量建模，模型仿真的真实度更高。
Description
技术领域
本发明涉及计算机信息处理技术领域，尤其涉及一种参数化城市建模方法、装置、存储介质及终端设备。
背景技术
智慧城市的发展，对城市环境中各种三维信息进行便捷且逼真的表达与处理变得日益迫切。城市三维模型可以使得城市可视化更有真实感，从而极大地服务于城市设计。
目前现有技术常用手工建模方法进行城市建模，手工建模主要借助遥感影像、CAD平面图和外业采集的影像等数据，借助3Ds Max、Auto CAD、SketchUp等建模软件，对地物对象进行手工建模，其模型在近地面可以进行细节浏览，能够对复杂模型精细化表达，而且模型及其附属部件是独立单体化的，便于对其进行对象分析和管理。
但手工建模的建模周期长，调整的人工成本和时间成本高，难以进行三维空间分析与三维模型更新，尤其对于大规模的场景建模，建立三维模型非常耗时。
发明内容
本发明实施例提供一种参数化城市建模方法、装置、存储介质及终端设备，通过参数化建模方法完成城市建模，实现对包含多功能区的大型城市场景快速建模，建模效率高。
与现有技术相比，本发明实施例公开一种参数化城市建模方法，所述方法包括：
设置待建模地块的用地类型，将所述待建模地块划分为若干子地块；
生成若干基本建筑构件，并根据所述用地类型设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据；
根据所述概率数据在所述待建模地块的每一子地块上放置一种基本建筑构件，生成城市三维模型；
根据所述待建模地块的用地类型，获取建筑类型参数，并根据所述建筑类型参数对所述城市三维模型的参数进行调整；
根据所述用地类型将预先建立的纹理库中的纹理图案粘贴到调整后的城市三维模型中的基本建筑构件的立面和顶面上，生成标准城市三维模型；
获取城市路网数据，根据预设的道路生成规则在所述标准城市三维模型中生成城市道路。
优选地，所述设置待建模地块的用地类型，将所述待建模地块划分为若干子地块，具体包括：
设置所述待建模地块的用地类型，所述用地类型包括：商业用地、居住用地、教育科研用地、医疗卫生用地、市政设施用地、体育用地和绿地；
根据采用预设网格参数的网格将所述待建模地块划分为若干子地块，所述网格包括若干平行X轴线和若干Y轴线，所述预设网格参数包括：若干平行X轴线的间距，若干平行Y轴线的间距和所述网格相对所述待建模地块的旋转角度。
优选地，所述生成若干基本建筑构件，并设置所述用地类型上每一基本建筑构件的概率数据，具体包括：
采用CGA几何函数生成基本建筑构件，所述基本建筑构件包括：单体塔楼、复合塔楼、双塔塔楼、O形建筑、L形建筑、U形建筑、I形建筑和居民建筑；
根据所述用地类型设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据。
优选地，所述根据所述概率数据在所述待建模地块的每一子地块上放置一种基本建筑构件，生成城市三维模型，具体包括：
根据所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据和所述待建模地块的子地块的数量，计算在所述待建模地块上每一基本建筑构件的数量；
按照每一基本建筑构件的数量在所述待建模地块上每一子地块上随机放置一种基本建筑构件，生成城市三维模型。
作为一种优选方式，所述根据所述待建模地块的用地类型，获取建筑类型参数，并根据所述建筑类型参数对所述城市三维模型的参数进行调整，具体包括：
根据所述待建模地块的用地类型，获取所述用地类型的建筑类型参数，所述建筑类型参数包括：容积率、建筑密度、层高、建筑间距、建筑退线、建筑屋顶类型、建筑旋转角度和门窗位置参数；
将所述建筑类型参数与所述城市三维模型中的每一基本建筑构件的形态参数与样式参数相关联，调整每一基本建筑构件的形态与样式。
优选地，所述纹理库的建立过程具体为：
采用纹理获取方法采集建筑纹理图像，所述纹理获取方法包括：通过互联网获得建筑纹理图像、采用地面拍摄采集建筑物侧面纹理图像和采集航空影像中建筑物顶部纹理图像和建筑物立面纹理图像；
对采集的建筑纹理图像进行裁切，以未出现重复信息的纹理图像为最小单元保存建筑纹理单元，对所述建筑纹理单元中缺失或扭曲的纹理部分进行修补，并对纹理进行中值滤波处理和色彩调整处理；
根据用地类型将经中值滤波处理和色彩调整处理后的建筑纹理单元分类进行保存，并区分建筑纹理单元的材质类型，所述材质类型包括：建筑立面、墙面、门、窗、屋顶和建筑材料。
优选地，所述方法还包括：
在生成城市道路后的标准城市三维模型中指定位置导入预存的fbx三维数据格式或obj三维数据格式的特殊建筑，所述特殊建筑包括：地标建筑、游乐场、球场；
并将导入特殊建筑后的标准城市三维模型导出为fbx三维数据格式或obj三维数据格式，在导入游戏引擎中进行三维场景渲染，生成完整城市三维模型。
本发明另一实施例提供一种参数化城市建模装置，所述装置包括地块划分模块、构件生成模块、模型生成模块、模型调整模块、纹理粘贴模块和路网生成模块；
所述地块划分模块用于设置待建模地块的用地类型，将所述待建模地块划分为若干子地块；
所述构件生成模块用于生成若干基本建筑构件，并根据所述用地类型设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据；
所述模型生成模块用于根据所述概率数据在所述待建模地块的每一子地块上放置一种基本建筑构件，生成城市三维模型；
所述模型调整模块用于根据所述待建模地块的用地类型，获取建筑类型参数，并根据所述建筑类型参数对所述城市三维模型的参数进行调整；
所述纹理粘贴模块用于根据所述用地类型将预先建立的纹理库中的纹理图案粘贴到调整后的城市三维模型中的基本建筑构件的立面和顶面上，生成标准城市三维模型；
所述路网生成模块用于获取城市路网数据，根据预设的道路生成规则在所述标准城市三维模型中生成城市道路。
作为一种优选方式，所述地块划分模块具体用于：
设置所述待建模地块的用地类型，所述用地类型包括：商业用地、居住用地、教育科研用地、医疗卫生用地、市政设施用地、体育用地和绿地；
根据采用预设网格参数的网格将所述待建模地块划分为若干子地块，所述网格包括若干平行X轴线和若干Y轴线，所述预设网格参数包括：若干平行X轴线的间距，若干平行Y轴线的间距和所述网格相对所述待建模地块的旋转角度。
作为一种优选方式，所述构件生成模块具体用于：
采用CGA几何函数生成基本建筑构件，所述基本建筑构件包括：单体塔楼、复合塔楼、双塔塔楼、O形建筑、L形建筑、U形建筑、I形建筑和居民建筑；
根据所述用地类型设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据。
作为一种优选方式，所述模型生成模型具体用于：
根据所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据和所述待建模地块的子地块的数量，计算在所述待建模地块上每一基本建筑构件的数量；
按照每一基本建筑构件的数量在所述待建模地块上每一子地块上随机放置一种基本建筑构件，生成城市三维模型。
作为一种优选方式，所述模型调整模块具体用于：
根据所述待建模地块的用地类型，获取所述用地类型的建筑类型参数，所述建筑类型参数包括：容积率、建筑密度、层高、建筑间距、建筑退线、建筑屋顶类型、建筑旋转角度和门窗位置参数；
将所述建筑类型参数与所述城市三维模型中的每一基本建筑构件的形态参数与样式参数相关联，调整每一基本建筑构件的形态与样式。
作为一种优选方式，所述纹理粘贴模块具体用于：
采用纹理获取方法采集建筑纹理图像，所述纹理获取方法包括：通过互联网获得建筑纹理图像、采用地面拍摄采集建筑物侧面纹理图像和采集航空影像中建筑物顶部纹理图像和建筑物立面纹理图像；
对采集的建筑纹理图像进行裁切，以未出现重复信息的纹理图像为最小单元保存建筑纹理单元，对所述建筑纹理单元中缺失或扭曲的纹理部分进行修补，并对纹理进行中值滤波处理和色彩调整处理；
根据用地类型将经中值滤波处理和色彩调整处理后的建筑纹理单元分类进行保存，并区分建筑纹理单元的材质类型，所述材质类型包括：建筑立面、墙面、门、窗、屋顶和建筑材料。
进一步地，所述装置还包括特殊建筑模块和渲染模块：
所述特殊建筑模块用于在生成城市道路后的标准城市三维模型中指定位置导入预存的fbx三维数据格式或obj三维数据格式的特殊建筑，所述特殊建筑包括：地标建筑、游乐场、球场；
所述渲染模块用于将导入特殊建筑后的标准城市三维模型导出为fbx三维数据格式或obj三维数据格式，在导入游戏引擎中进行三维场景渲染，生成完整城市三维模型。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述实施例中任意一项所述的参数化城市建模方法。
本发明实施例还提供一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中任意一项所述的参数化城市建模方法。
本发明提供一种参数化城市建模方法、装置、存储介质及终端设备，通过设置待建模地块的用地类型，将所述待建模地块划分为若干子地块；生成若干基本建筑构件，并设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据；根据所述概率数据生成城市三维模型；根据用地类型，获取建筑类型参数，并根据所述建筑类型参数对所述城市三维模型的参数进行调整；根据所述用地类型将预先建立的纹理库中的纹理图案粘贴到所述城市三维模型中，生成标准城市三维模型，并根据预设的道路生成规则在所述标准城市三维模型中生成城市道路。建模方法建模更便捷，模型可根据规划指标参数进行调整现快速、自动批量建模，模型仿真的真实度更高。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种参数化城市建模方法的流程示意图；
图2是本本发明实施例提供的若干基本建筑构件的结构示意图，A为单体塔楼，B为复合塔楼，C为双塔塔楼，D为居民建筑，E为O型建筑，F为L型建筑，G为U型建筑，H为I型建筑；
图3是本发明实施例提供的参数化城市建模装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种终端设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种参数化城市建模方法，参见图1所示，是本发明实施例提供的一种参数化城市建模方法的流程示意图，包括步骤S1～S6：
S101，设置待建模地块的用地类型，将所述待建模地块划分为若干子地块；
S102，生成若干基本建筑构件，并根据所述用地类型设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据；
S103，根据所述概率数据在所述待建模地块的每一子地块上放置一种基本建筑构件，生成城市三维模型；
S104，根据所述待建模地块的用地类型，获取建筑类型参数，并根据所述建筑类型参数对所述城市三维模型的参数进行调整；
S105，根据所述用地类型将预先建立的纹理库中的纹理图案粘贴到调整后的城市三维模型中的基本建筑构件的立面和顶面上，生成标准城市三维模型；
S106，获取城市路网数据，根据预设的道路生成规则在所述标准城市三维模型中生成城市道路。
在本实施例具体实施时，设置待建模地块的用地类型，并将所述待建模地块划分为若干子地块，用地类型的设置可根据城市控制性详细规划方案的内容确定，所述待建模地块的大小可为方形或其他形状；
生成若干基本建筑构件，随后在划分后的子地块上对基本建筑构件进行人为组合或随机组合，每个划分后的子地块包括一种基本建筑构件，生成城市三维模型；
根据所述待建模地块的用地类型，获取建筑类型参数，并将城市三维模型中的每栋基本建筑构件的参数与所述建筑类型参数进行关联，对城市三维模型的参数进行调整；
根据所述用地类型将预先建立的纹理库中的纹理图案粘贴到调整后的城市三维模型中的基本建筑构件的立面和顶面上，生成标准城市三维模型；通过预先建立的纹理库能够实现城市三维模型的自动贴图功能，并且根据用地类型对城市三维模型进行贴图，生成的模型更接近真实场景，纹理更逼真；
获取城市路网数据，根据预设的道路生成规则在贴图后的城市三维模型中生成城市道路；道路生成规则具体包括CityEngine提供的CGA道路生成规则。
需要说明的是，在本发明实施例中以一个具体的待建模地块来说明参数化城市建模方法的具体流程，本发明也可根据城市控制性详细规划方案来确定若干待建模地块的类型，并对每一待建模地块进行相同操作，得到城市的建模规划；
本发明实施例提供一种参数化城市建模方法，通过设置待建模地块的用地类型，将所述待建模地块划分为若干子地块；生成若干基本建筑构件，并设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据；根据所述概率数据生成城市三维模型；根据用地类型，获取建筑类型参数，并根据所述建筑类型参数对所述城市三维模型的参数进行调整；根据所述用地类型将预先建立的纹理库中的纹理图案粘贴到所述城市三维模型中，生成标准城市三维模型，并根据预设的道路生成规则在所述标准城市三维模型中生成城市道路。建模方法建模更便捷，模型可根据规划指标参数进行调整现快速、自动批量建模，模型仿真的真实度更高。
在本发明提供的又一实施例中，所述步骤S1具体包括：
设置所述待建模地块的用地类型，所述用地类型包括：商业用地、居住用地、教育科研用地、医疗卫生用地、市政设施用地、体育用地和绿地；
根据采用预设网格参数的网格将所述待建模地块划分为若干子地块，所述网格包括若干平行X轴线和若干Y轴线，所述预设网格参数包括：若干平行X轴线的间距，若干平行Y轴线的间距和所述网格相对所述待建模地块的旋转角度。
在本实施例具体实施时，根据城市控制性详细规划方案中各地块的用地性质和地块划分方式确定所述待建模地块的用地类型，所述用地类型包括：商业用地、居住用地、教育科研用地、医疗卫生用地、市政设施用地、体育用地和绿地；
在对待建模地块进行划分时，一般通过网格进行划分，可采用若干平行的X轴线和若干平行的Y轴线对待建模地块进行划分，若干X轴线间的间距可相同，也可不同；若干Y轴线间的间距可相同，也可不同；X轴线与Y轴线可互相垂直也可互成一定角度；采用预设网格参数的网格将所述待建模地块划分为若干地块，所述预设网格参数包括：若干平行X轴线的间距，若干平行Y轴线的间距和所述网格相对所述待建模地块的旋转角度。可通过设置不同的预设网格参数，生成不同的网格，也可以根据预设网格参数设置地块划分函数对待建模地块进行划分；按照不同的角度将所述待建模地块划分为若干子地块，子地块的大小可相同或不同。
通过对待建模地块划分为若干子地块，便于在进行建模时，能够根据子地块为基本单位建模，提高建模的精度。
在本发明提供的又一实施例中，所述步骤S2具体包括：
采用CGA几何函数生成基本建筑构件，所述基本建筑构件包括：单体塔楼建筑构件、复合塔楼建筑构件、双塔楼建筑构件、O形建筑构件、L形建筑构件、U形建筑构件、I形建筑构件和居民建筑构件；
根据所述用地类型设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据。
在本实施例具体实施时，采用CGA几何函数生成基本建筑构件，CGA几何函数具体为利用CityEngine提供的独特的编程语言，通过定义一系列的几何和纹理的参数化特征来决定模型如何生成模型，通过CGA规则，可以实现模型的反复优化设计，创造更多细节，对模型的精细化程度逐步完善；CGA几何函数的方法定义规则，常见的函数有拉伸(extrude)函数、切分(split)函数、拆分(comp)函数、属性设置(set)函数和贴图(texture)函数等。通过CGA规则函数可以具体化、细节化地将模型的结构拆开来进行逐个详细分析，再通过不同的规则函数对每个部分进行定义，执行循环与迭代等操作，最后完成整个模型的建模。
所述基本建筑构件包括：单体塔楼、复合塔楼、双塔塔楼、O形建筑、L形建筑、U形建筑、I形建筑和居民建筑；
参见图2所示，是本发明实施例提供的若干基本建筑构件的结构示意图，A为单体塔楼，B为复合塔楼，C为双塔塔楼，D为居民建筑，E为O型建筑，F为L型建筑，G为U型建筑，H为I型建筑；其中各个塔楼的参数在CGA几何函数中可设置，也可根据现实中的相同类型的建筑的参数输入到CGA几何函数中；
根据所述用地类型设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据，在所述待建模地块的用地类型不同时，预设不同的概率数据，每一用地类型对应一个概率数据，每一概率数据均包含每一基本建筑构件的概率，所有基本建筑构件概率和为1；每一基本建筑构件在用地类型不同时的概率通过统计实际用地类型相同的建筑中各个基本建筑构件的概率设定；
根据设定的概率数据进行城市三维模型的建模，模型更加真实，并且可以便于调整概率数据从而调整模型。
在本发明提供的又一实施例中，所述步骤S3具体包括：
根据所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据和所述待建模地块的子地块的数量，计算在所述待建模地块上每一基本建筑构件的数量；
按照每一基本建筑构件的数量在所述待建模地块上每一子地块上随机放置一种基本建筑构件，生成城市三维模型。
在本实施例具体实施时，所述概率数据包括每一基础建筑构件在所述待建模地块上的出现的概率，根据所述概率数据和所述待建模地块的子地块的数量，计算在所述待建模地块上每一基本建筑构件的数量，并根据每一基本建筑构件的数量在所述待建模地块上每一子地块上设置基本建筑构件，生成城市三维模型，所述城市三维模型中，各个基本建筑构件统计概率与所述概率数据相同。
根据概率数据在待建模区域的每一子地块放置一种基本建筑构件，可以快速、批量、大范围地建模，并且可以根据修正概率数据实现快速调整模型；
在本发明提供的又一实施例中，所述步骤S4具体包括：
根据所述待建模地块的用地类型，获取所述用地类型的建筑类型参数，所述建筑类型参数包括：容积率、建筑密度、层高、建筑间距、建筑退线、建筑屋顶类型、建筑旋转角度和门窗位置参数；
将所述建筑类型参数与所述城市三维模型中的每一基本建筑构件的形态参数与样式参数相关联，调整每一基本建筑构件的形态与样式。
在本实施例具体实施时，根据所述待建模地块的类型，获取所述用地类型的建筑类型参数，所述建筑类型参数包括：容积率、建筑密度、层高、建筑间距、建筑退线、建筑屋顶类型、建筑旋转角度和门窗位置参数；所述建筑类型参数可通过城市控制性详细规划方案获得，也可通过输入不同用地的建筑类型参数对城市三维模型进行调整，输入的参数可通过实际测定或进行工程实验获得的参数；其中控制性详细规划包括内容如下：
①详细规定所规划范围内各类不同性质用地的界限，规定各类用地内适建、不适建或者有条件地允许建设的建筑类型。
②规定各地块建筑高度、层高、建筑密度、容积率、绿地率等控制指标；规定交通出入口方位、停车泊位、建筑后退红线距离、建筑间距等要求。
③提出各地块的建筑体量、体型、色彩等要求。
④确定各级支路的红线位置、控制点坐标和标高。
⑤根据规划容量确定工程管线的走向、管径和工程设施的用地界限。
⑥制定相应的土地使用与建筑管理规定。
控制性详细规划编制成果包括由文本、图表、说明书以及各种必要的技术研究资料构成，具体地，包括如下成果：①控制性详细规划文件：包括规划文本、规划图则、分图图则、规划说明及基础资料汇编。②控制性详细规划图纸：包括规划地区现状图、控制性详细规划图纸。
将所述建筑类型参数与所述城市三维模型中的每一基本建筑构件的形态参数与样式参数相关联，调整每一基本建筑构件的形态与样式，保证生成的三维建筑模型符合规划方案。
在本发明提供的又一实施例中，所述纹理库的建立过程具体为：
采用纹理获取方法采集建筑纹理图像，所述纹理获取方法包括：通过互联网获得建筑纹理图像、采用地面拍摄采集建筑物侧面纹理图像和采集航空影像中建筑物顶部纹理图像和建筑物立面纹理图像；
对采集的建筑纹理图像进行裁切，以未出现重复信息的纹理图像为最小单元保存建筑纹理单元，对所述建筑纹理单元中缺失或扭曲的纹理部分进行修补，并对纹理进行中值滤波处理和色彩调整处理；
根据用地类型将经中值滤波处理和色彩调整处理后的建筑纹理单元分类进行保存，并区分建筑纹理单元的材质类型，所述材质类型包括：建筑立面、墙面、门、窗、屋顶和建筑材料。
在本实施例具体实施时，采用纹理获取方法采集建筑纹理图像，所述建筑纹理图案采集方法包括：通过互联网获得通用性较强的建筑纹理图像、利用地面拍摄采集建筑物侧面纹理图像和利用倾斜摄影等航空影像采集手段获得建筑物顶部纹理图像和建筑物立面纹理图像；
对采集的建筑纹理图像进行裁切，以未出现重复信息的纹理图像为最小单元保存建筑纹理单元，对所述建筑纹理单元中缺失或扭曲的纹理部分进行修补，并对纹理进行中值滤波处理和色彩调整处理；
根据用地类型将经中值滤波处理和色彩调整处理后的建筑纹理单元分类进行保存，并区分建筑纹理单元的材质类型，所述材质类型包括：建筑立面、墙面、门、窗、屋顶和建筑材料。
并按照所述待建模地块的用地类型，将对应的用地类型的建筑纹理单元按照材质类型随即粘贴到对应的建筑里面和顶面上，此过程中可采用CGA规则的贴图函数实现；
通过建立的纹理库，相比其他随机纹理粘贴方式，本方法考虑了用地类型，生成的模型更接近真实场景，纹理更逼真。
在本发明提供的又一实施例中，所述方法还包括：在生成城市道路后的标准城市三维模型中指定位置导入预存的fbx三维数据格式或obj三维数据格式的特殊建筑，所述特殊建筑包括：地标建筑、游乐场、球场；
并将导入特殊建筑后的标准城市三维模型导出为fbx三维数据格式或obj三维数据格式，在导入游戏引擎中进行三维场景渲染，生成完整城市三维模型。
在本实施例具体实施时，对于城市中的地标建筑、游乐场和球场等特殊建筑预先建立模型，并按fbx或obj格式保存，直接导入在生成城市道路后的标准城市三维模型中，并插入至城市场景中的对应位置；对应位置可根据城市控制性详细规划方案确定；
并在CityEngine中将生成的城市三维模型导出为fbx或obj三维数据格式后，再导入游戏引擎中进行三维场景渲染，生成完整城市三维模型。
本发明实施例提供一种参数化城市建模方法，通过设置待建模地块的用地类型，将所述待建模地块划分为若干子地块；生成若干基本建筑构件，并设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据；根据所述概率数据生成城市三维模型；根据用地类型，获取建筑类型参数，并根据所述建筑类型参数对所述城市三维模型的参数进行调整；根据所述用地类型将预先建立的纹理库中的纹理图案粘贴到所述城市三维模型中，生成标准城市三维模型，并根据预设的道路生成规则在所述标准城市三维模型中生成城市道路。建模方法建模更便捷，模型可根据规划指标参数进行调整现快速、自动批量建模，模型仿真的真实度更高。
在本发明又一实施例提供一种参数化城市建模装置，参见图3所示，是本发明实施例提供的一种参数化城市建模装置的结构示意图，所述装置包括地块划分模块、构件生成模块、模型生成模块、模型调整模块、纹理粘贴模块和路网生成模块；
所述地块划分模块用于设置待建模地块的用地类型，将所述待建模地块划分为若干子地块；
所述构件生成模块用于生成若干基本建筑构件，并根据所述用地类型设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据；
所述模型生成模块用于根据所述概率数据在所述待建模地块的每一子地块上放置一种基本建筑构件，生成城市三维模型；
所述模型调整模块用于根据所述待建模地块的用地类型，获取建筑类型参数，并根据所述建筑类型参数对所述城市三维模型的参数进行调整；
所述纹理粘贴模块用于根据所述用地类型将预先建立的纹理库中的纹理图案粘贴到调整后的城市三维模型中的基本建筑构件的立面和顶面上，生成标准城市三维模型；
所述路网生成模块用于获取城市路网数据，根据预设的道路生成规则在所述标准城市三维模型中生成城市道路。
作为一种优选方式，所述地块划分模块具体用于：
设置所述待建模地块的用地类型，所述用地类型包括：商业用地、居住用地、教育科研用地、医疗卫生用地、市政设施用地、体育用地和绿地；
根据采用预设网格参数的网格将所述待建模地块划分为若干子地块，所述网格包括若干平行X轴线和若干Y轴线，所述预设网格参数包括：若干平行X轴线的间距，若干平行Y轴线的间距和所述网格相对所述待建模地块的旋转角度。
作为一种优选方式，所述构件生成模块具体用于：
采用CGA几何函数生成基本建筑构件，所述基本建筑构件包括：单体塔楼、复合塔楼、双塔塔楼、O形建筑、L形建筑、U形建筑、I形建筑和居民建筑；
根据所述用地类型设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据。
作为一种优选方式，所述模型生成模型具体用于：
根据所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据和所述待建模地块的子地块的数量，计算在所述待建模地块上每一基本建筑构件的数量；
按照每一基本建筑构件的数量在所述待建模地块上每一子地块上随机放置一种基本建筑构件，生成城市三维模型。
作为一种优选方式，所述模型调整模块具体用于：
根据所述待建模地块的用地类型，获取所述用地类型的建筑类型参数，所述建筑类型参数包括：容积率、建筑密度、层高、建筑间距、建筑退线、建筑屋顶类型、建筑旋转角度和门窗位置参数；
将所述建筑类型参数与所述城市三维模型中的每一基本建筑构件的形态参数与样式参数相关联，调整每一基本建筑构件的形态与样式。
作为一种优选方式，所述纹理粘贴模块具体用于：
采用纹理获取方法采集建筑纹理图像，所述纹理获取方法包括：通过互联网获得建筑纹理图像、采用地面拍摄采集建筑物侧面纹理图像和采集航空影像中建筑物顶部纹理图像和建筑物立面纹理图像；
对采集的建筑纹理图像进行裁切，以未出现重复信息的纹理图像为最小单元保存建筑纹理单元，对所述建筑纹理单元中缺失或扭曲的纹理部分进行修补，并对纹理进行中值滤波处理和色彩调整处理；
根据用地类型将经中值滤波处理和色彩调整处理后的建筑纹理单元分类进行保存，并区分建筑纹理单元的材质类型，所述材质类型包括：建筑立面、墙面、门、窗、屋顶和建筑材料。
进一步地，所述装置还包括特殊建筑模块和渲染模块：
所述特殊建筑模块用于在生成城市道路后的标准城市三维模型中指定位置导入预存的fbx三维数据格式或obj三维数据格式的特殊建筑，所述特殊建筑包括：地标建筑、游乐场、球场；
所述渲染模块用于将导入特殊建筑后的标准城市三维模型导出为fbx三维数据格式或obj三维数据格式，在导入游戏引擎中进行三维场景渲染，生成完整城市三维模型。
需要说明的是，各个模块具体功能记载在上述参数化城市建模方法的实施例中，在本实施例中不作赘述。
参见图4，是本发明实施例提供的一种终端设备的示意图。该实施例的终端设备包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，例如参数化城市建模程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个参数化城市建模方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S1～S6。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成地块划分模块、构件生成模块、模型生成模块、模型调整模块、纹理粘贴模块和路网生成模块，具体功能不作赘述。
所述终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
本发明提供一种参数化城市建模方法、装置、存储介质及终端设备，通过设置待建模地块的用地类型，将所述待建模地块划分为若干子地块；生成若干基本建筑构件，并设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据；根据所述概率数据生成城市三维模型；根据用地类型，获取建筑类型参数，并根据所述建筑类型参数对所述城市三维模型的参数进行调整；根据所述用地类型将预先建立的纹理库中的纹理图案粘贴到所述城市三维模型中，生成标准城市三维模型，并根据预设的道路生成规则在所述标准城市三维模型中生成城市道路。建模方法建模更便捷，模型可根据规划指标参数进行调整现快速、自动批量建模，模型仿真的真实度更高。
以上所述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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种参数化城市建模方法，其特征在于，包括：
设置待建模地块的用地类型，将所述待建模地块划分为若干子地块；
生成若干基本建筑构件，并根据所述用地类型设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据；
根据所述概率数据在所述待建模地块的每一子地块上放置一种基本建筑构件，生成城市三维模型；
根据所述待建模地块的用地类型，获取建筑类型参数，并根据所述建筑类型参数对所述城市三维模型的参数进行调整；
根据所述用地类型将预先建立的纹理库中的纹理图案粘贴到调整后的城市三维模型中的基本建筑构件的立面和顶面上，生成标准城市三维模型；
获取城市路网数据，根据预设的道路生成规则在所述标准城市三维模型中生成城市道路；
其中，所述根据所述概率数据在所述待建模地块的每一子地块上放置一种基本建筑构件，生成城市三维模型，具体包括：
根据所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据和所述待建模地块的子地块的数量，计算在所述待建模地块上每一基本建筑构件的数量；
按照每一基本建筑构件的数量在所述待建模地块上每一子地块上随机放置一种基本建筑构件，生成城市三维模型。
2.如权利要求1所述的参数化城市建模方法，其特征在于，所述设置待建模地块的用地类型，将所述待建模地块划分为若干子地块，具体包括：
设置所述待建模地块的用地类型，所述用地类型包括：商业用地、居住用地、教育科研用地、医疗卫生用地、市政设施用地、体育用地和绿地；
根据采用预设网格参数的网格将所述待建模地块划分为若干子地块，所述网格包括若干平行X轴线和若干Y轴线，所述预设网格参数包括：若干平行X轴线的间距，若干平行Y轴线的间距和所述网格相对所述待建模地块的旋转角度。
3.如权利要求1所述的参数化城市建模方法，其特征在于，所述生成若干基本建筑构件，并设置所述用地类型上每一基本建筑构件的概率数据，具体包括：
采用CGA几何函数生成基本建筑构件，所述基本建筑构件包括：单体塔楼、复合塔楼、双塔塔楼、O形建筑、L形建筑、U形建筑、I形建筑和居民建筑；
根据所述用地类型设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据。
4.如权利要求1所述的参数化城市建模方法，其特征在于，所述根据所述待建模地块的用地类型，获取建筑类型参数，并根据所述建筑类型参数对所述城市三维模型的参数进行调整，具体包括：
根据所述待建模地块的用地类型，获取所述用地类型的建筑类型参数，所述建筑类型参数包括：容积率、建筑密度、层高、建筑间距、建筑退线、建筑屋顶类型、建筑旋转角度和门窗位置参数；
将所述建筑类型参数与所述城市三维模型中的每一基本建筑构件的形态参数与样式参数相关联，调整每一基本建筑构件的形态与样式。
5.如权利要求1所述的参数化城市建模方法，其特征在于，所述纹理库的建立过程具体为：
采用纹理获取方法采集建筑纹理图像，所述纹理获取方法包括：通过互联网获得建筑纹理图像、采用地面拍摄采集建筑物侧面纹理图像和采集航空影像中建筑物顶部纹理图像和建筑物立面纹理图像；
对采集的建筑纹理图像进行裁切，以未出现重复信息的纹理图像为最小单元保存建筑纹理单元，对所述建筑纹理单元中缺失或扭曲的纹理部分进行修补，并对纹理进行中值滤波处理和色彩调整处理；
根据用地类型将经中值滤波处理和色彩调整处理后的建筑纹理单元分类进行保存，并区分建筑纹理单元的材质类型，所述材质类型包括：建筑立面、墙面、门、窗、屋顶和建筑材料。
6.如权利要求1所述的参数化城市建模方法，其特征在于，所述方法还包括：
在生成城市道路后的标准城市三维模型中指定位置导入预存的fbx三维数据格式或obj三维数据格式的特殊建筑，所述特殊建筑包括：地标建筑、游乐场、球场；
将导入特殊建筑后的标准城市三维模型导出为fbx三维数据格式或obj三维数据格式，在导入游戏引擎中进行三维场景渲染，生成完整城市三维模型。
7.一种参数化城市建模装置，其特征在于，所述装置包括地块划分模块、构件生成模块、模型生成模块、模型调整模块、纹理粘贴模块和路网生成模块；
所述地块划分模块用于设置待建模地块的用地类型，将所述待建模地块划分为若干子地块；
所述构件生成模块用于生成若干基本建筑构件，并根据所述用地类型设置所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据；
所述模型生成模块用于根据所述概率数据在所述待建模地块的每一子地块上放置一种基本建筑构件，生成城市三维模型；
所述模型调整模块用于根据所述待建模地块的用地类型，获取建筑类型参数，并根据所述建筑类型参数对所述城市三维模型的参数进行调整；
所述纹理粘贴模块用于根据所述用地类型将预先建立的纹理库中的纹理图案粘贴到调整后的城市三维模型中的基本建筑构件的立面和顶面上，生成标准城市三维模型；
所述路网生成模块用于获取城市路网数据，根据预设的道路生成规则在所述标准城市三维模型中生成城市道路；
其中，所述模型生成模型具体用于：
根据所述待建模地块上每一基本建筑构件的概率数据和所述待建模地块的子地块的数量，计算在所述待建模地块上每一基本建筑构件的数量；
按照每一基本建筑构件的数量在所述待建模地块上每一子地块上随机放置一种基本建筑构件，生成城市三维模型。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至6中任意一项所述的参数化城市建模方法。
9.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任意一项所述的参数化城市建模方法。
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