CN114549615A - 土方工程量的生成方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智慧工地技术领域，具体涉及土方工程量的生成方法、装置及电子设备，该方法包括获取并展示施工区域的目标实景模型；响应于对所述目标实景模型中感兴趣区域的边界选择操作，以确定所述感兴趣区域的实景模型；对所述实景模型进行地形滤波及网格化处理，得到地形网格模型；基于所述地形网格模型对所述感兴趣区域进行填挖方数据计算，确定并显示所述感兴趣区域土方工程量的计算结果。通过展示出目标实景模型使得用户能够直观准确地选择出感兴趣区域的边界，且该方法能够自动实现第五分离得到地形网格模型而不需要借助于第三方软件，从而提高了土方工程量计算结果的准确性，进而保证了展示给用户的土方工程量计算结果的可靠性。

Description

土方工程量的生成方法、装置及电子设备

技术领域

本发明涉及智慧工地技术领域，具体涉及土方工程量的生成方法、装置及电子设备。

背景技术

土方量的计算是建筑工程施工的一个重要步骤，它直接关系到工程的费用概算及方案选优。在工程建设中土方测量的准确性，直接影响工程的成本和进度，因此土方量测的质量在工程建设中起着至关重要的作用。目前大多数房产建筑施工过程中，对于土方的测量以及工程项目进度的监测，都是由人实地探测，效率极低。土地面积越大，地形起伏越复杂，需要耗费的人力和时间成本就越高。

也有基于激光三维扫描仪设备量算方案，通过实地布站获取施工场地点云数据，配准融合后经由三方软件人工交互完成地物分离，创建地形表面模型，再经由设计模型统一坐标后确定场地平整面，借助三方软件完成土方填挖方计算。然而，上述土方工程量的计算过程中由于涉及到第三方软件，即，利用第三方软件是地物分离等，导致土方工程量的计算准确性较低，从而使得用户获得的土方工程量的可靠性较低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种土方工程量的生成方法、装置及电子设备，以解决用户所获得的土方工程量的可靠性较低的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种土方工程量的生成方法，包括：

获取并展示施工区域的目标实景模型；

响应于对所述目标实景模型中感兴趣区域的边界选择操作，以确定所述感兴趣区域的实景模型；

对所述实景模型进行地形滤波及网格化处理，得到地形网格模型；

基于所述地形网格模型对所述感兴趣区域进行填挖方数据计算，确定并显示所述感兴趣区域土方工程量的计算结果。

本发明实施例提供的土方工程量的生成方法，通过展示出目标实景模型使得用户能够直观准确地选择出感兴趣区域的边界，且该方法能够自动实现第五分离得到地形网格模型而不需要借助于第三方软件，从而提高了土方工程量计算结果的准确性，进而保证了展示给用户的土方工程量计算结果的可靠性。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述获取并展示施工区域的目标实景模型，包括：

获取所述施工区域的影像数据；

基于所述影像数据构建并显示所述施工区域的实景模型，所述实景模型中显示有地面参考点；

响应于对所述施工区域中地面参考点的选择，以获取所述地面参考点的位置信息；

基于所述地面参考点的位置信息对所述实景模型进行同名点配准，得到所述目标实景模型。

本发明实施例提供的土方工程量的生成方法，在实景模型中包括有地面参考点，通过对该地面参考点进行选择就能够相应地获取到其位置信息，利用该位置信息对实景模型进行同名点配准，提高了所得到的目标实景模型的准确性。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述基于所述地面参考点的位置信息对所述实景模型进行同名点配准，得到所述目标实景模型，包括：

将所述地面参考点的位置信息转换为所述施工区域的实景模型中的位置信息；

基于转换后的位置信息与所述施工区域的实景模型中对应于所述地面参考点的位置点的位置信息进行位置配准，确定所述目标实景模型。

本发明实施例提供的土方工程量的生成方法，由于地面参考点的位置信息为真实的位置信息，利用该真实的位置信息对目标实景模型进行位置配准，提高了所得到的目标实景模型的准确性。

结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，所述基于所述地形网格模型对所述感兴趣区域进行填挖方数据计算，确定并显示所述感兴趣区域土方工程量的计算结果，包括：

基于所述地形网格模型对所述感兴趣区域进行填挖方数据计算，确定所述土方工程量的计算结果；

在土方界面上显示所述土方工程量的计算结果，所述土方界面包括有导出区域；

响应于对所述导出区域的选择操作，导出所述土方工程量的计算结果，以获得导出文件。

本发明实施例提供的土方工程量的生成方法，在确定出土方工程量的计算结果之后，在土方界面上显示出计算结果，以便用户能够及时知晓当前土方量，为后续作业提供了及时的基础条件。

结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述基于所述地形网格模型对所述感兴趣区域进行填挖方数据计算，确定所述土方工程量的计算结果，包括：

获取所述感兴趣区域的基准面；

将所述地形网格模型中各个面片与所述基准面进行位置关系的比较，确定所述地形网格模型中的目标土方区域，所述目标土方区域包括挖方区域以及填方区域；

基于所述目标土方区域的各个面片在所述基准面的投影构造棱柱；

基于各个所述棱柱的体积计算结果，确定所述目标土方区域的体积。

本发明实施例提供的土方工程量的生成方法，利用面片与基准面的位置关系进行挖方区域以及填方区域的划分，从而计算得到挖方区域的体积以及填方区域的体积，保证了土方量计算的可靠性。

结合第一方面第四实施方式，在第一方面第五实施方式中，所述将所述地形网格模型中各个面片与所述基准面位置进行比较，确定所述地形网格模型中的挖方区域以及填方区域，包括：

当存在穿越所述基准面的目标面片时，对所述目标面片进行划分，得到属于所述挖方区域的面片以及属于所述填方区域的面片。

本发明实施例提供的土方工程量的生成方法，对于存在穿越基准面的目标面片时，将其分割为挖方和填方两个面片，明确挖填方网格的边界，进一步保证了土方量计算的可靠性。

结合第一方面第四实施方式，在第一方面第六实施方式中，所述基于各个所述棱柱的体积计算结果，确定所述目标土方区域的体积，包括：

计算各个所述棱柱对应的面片的表面法向量，以确定所述表面法向量在竖直方向上的分量；

基于所述棱柱对应的目标土方区域以及所述表面法向量在竖直方向上的分量的正负，确定所述棱柱对应的体积类型，所述体积类型包括累加体积或扣减体积；

对所述目标土方区域内各个棱柱的体积及其体积类型，确定所述目标土方区域的体积。

本发明实施例提供的土方工程量的生成方法，通过引入网格面片的法向量，确定各个棱柱对应的体积类型，以精确计算复杂地形的挖填方体积。

结合第一方面，在第一方面第七实施方式中，所述对所述实景模型进行地形滤波及网格化处理，得到地形网格模型，包括：

对所述实景模型进行地形滤波处理，得到所述感兴趣区域的地形数据高程模型；

对所述地形数据高程模型进行网格化划分；

对网格化划分的结果进行面片消减处理，得到所述地形网格模型。

本发明实施例提供的土方工程量的生成方法，由于地形数据高程模型的精度较高，生成的地形数据高程模型中存在大量面片，因此，通过对网格化划分的结果进行面片消减处理，可以在确保地形起伏特征的前提下，大量降低其中的面片数量，从而可以减少后续数据处理量，在保证准确性的前提下，提高了计算效率。

根据第二方面，本发明实施例还提供了一种土方工程量的生成装置，包括：

获取模块，用于获取并展示施工区域的目标实景模型；

选择模块，用于响应于对所述目标实景模型中感兴趣区域的边界选择操作，以确定所述感兴趣区域的实景模型；

处理模块，用于对所述实景模型进行地形滤波及网格化处理，得到地形网格模型；

显示模块，用于基于所述地形网格模型对所述感兴趣区域进行填挖方数据计算，确定并显示所述感兴趣区域土方工程量的计算结果。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的土方工程量的生成方法。

根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的土方工程量的生成方法。

需要说明的是，本发明实施例中提供的土方工程量的生成装置、电子设备以及计算机可读存储介质的相应有益效果，请参见上文中土方工程量的生成方法的对应描述，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是根据本发明实施例的土方工程量的生成方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的目标实景模型的示意图；

图3是根据本发明实施例的土方工程量的生成方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的土方工程量的生成方法的流程图；

图5是根据本发明实施例的表面法向量的示意图；

图6a是根据本发明实施例的土方界面的示意图；

图6b是根据本发明实施例的导出结果的示意图；

图7是根据本发明实施例的土方工程量的生成装置的结构框图；

图8是本发明实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域技术人员在没有做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。

本发明实施例提供的土方工程量的生成方法，是基于施工区域的影像数据进行的。而施工区域的影像数据通过飞行器携带采集设备采集到的，例如，通过无人机携带高精度的采集设备对施工区域的影像数据进行采集。具体地，采集设备可以是高精定位设备，例如，RTK\PPK采集模块，或其他采集模块，等等；飞行器可以是无人机等等；电子设备可以是地面终端的服务器、电脑等等。

作为本发明实施例的一个具体应用场景，将采集设备与地面终端，即电子设备，进行实时通信连接。采集设备将采集到的影像数据实时传输至电子设备，电子设备对其进行实时的三维建模，得到施工区域中感兴趣区域的实景模型。接着，电子设备再利用该实景模型生成并展示感兴趣区域的土方工程量。

作为本发明实施例的另一个具体应用场景，采集设备采集并存储感兴趣区域的影像数据。在需要生成土方量时，将影像数据传输至电子设备中，利用电子设备对其进行三维建模，得到施工区域中感兴趣区域的实景模型。接着，电子设备再利用该实景模型生成并展示土方工程量。

或者，本发明实施例也可以应用在其他场景中，在此对其应用场景并不做任何限制，具体可以根据实际需求进行设置。

根据本发明实施例，提供了一种土方工程量的生成方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在本实施例中提供了一种土方工程量的生成方法，可用于上述的电子设备，如电脑、服务器、平板电脑等，图1是根据本发明实施例的土方工程量的生成方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：

S11，获取并展示施工区域的目标实景模型。

对于目标实景模型，可以是在电子设备中构建的，也可以是电子设备从其他设备中获得的，在此对其来源并不做任何限定。以在电子设备中构建目标实景模型为例，如上文所述，采集设备将采集到的影像数据发送给电子设备，电子设备进行三维实景建模，得到目标实景模型。

电子设备在获得目标实景模型之后，在界面上展示该目标实景模型。例如，如图2所示。

S12，响应于对目标实景模型中感兴趣区域的边界选择操作，以确定感兴趣区域的实景模型。

电子设备提供人机交互功能，以提供用户对感兴趣区域进行边界选择。用户在该目标实景模型中进行感兴趣区域的边界选择，相应地，电子设备响应于用户的该操作，即可确定感兴趣区域的实景模型。

例如，对于边界的选择，可以是用户在目标实景模型中选择多个边界点，电子设备在获得这些边界点之后，连接成一个封闭区域，即得到感兴趣区域；或者，可以是用户在目标实景模型中进行框选，得到感兴趣区域。

电子设备在获得边界的选择结果之后，在目标实景模型中进行裁剪，即得到感兴趣区域的实景模型。

S13，对实景模型进行地形滤波及网格化处理，得到地形网格模型。

电子设备对实景模型进行地形滤波处理，分离出地面点和非地面点；再基于分离出的地面点进行网格化处理，得到地形网格模型。例如，电子设备利用CSF布料模拟算法或渐进形态学滤波算法等对实景模型进行地形滤波处理，得到地面点和非地面点。进一步地，电子设备可以采用MarchingCubes算法、或Delaunay算法进行网格化处理。

关于该步骤具体将在下文中进行详细描述。

S14，基于地形网格模型对感兴趣区域进行填挖方数据计算，确定并显示感兴趣区域土方工程量的计算结果。

在得到地形网格模型之后，电子设备可以借助于第三方软件进行填挖方数据的计算，也可以是在地形网格模型的基础上，结合地形网格模型中的各个面片与基准面的位置关系构建棱柱，进行填挖方的数据计算。

进一步地，电子设备的计算得到感兴趣区域的土方工程量之后，在界面上显示计算结果。或者，电子设备提供导出功能，将该计算结果导出。

关于该步骤具体将在下文中进行详细描述。

本实施例提供的土方工程量的生成方法，通过展示出目标实景模型使得用户能够直观准确地选择出感兴趣区域的边界，且该方法能够自动实现第五分离得到地形网格模型而不需要借助于第三方软件，从而提高了土方工程量计算结果的准确性，进而保证了展示给用户的土方工程量计算结果的可靠性。

在本实施例中提供了一种土方工程量的生成方法，可用于上述的电子设备，如电脑、服务器、平板电脑等，图3是根据本发明实施例的土方工程量的生成方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：

S21，获取并展示施工区域的目标实景模型。

具体地，上述S21包括：

S211，获取施工区域的影像数据。

S212，基于影像数据构建并显示施工区域的实景模型。

其中，所述实景模型中显示有地面参考点。

施工区域的影像数据为采集设备采集到的数据，电子设备基于这些影像数据进行三维重建，以确定施工区域中感兴趣区域的实景模型。在施工区域布置有地面参考点，采集设备在进行影像数据采集的同时也采集到地面参考点的影像数据。

由于采集设备采集到了地面参考点的影像数据，那么，在实景模型中就相应显示有地面参考点。其中，对于地面参考点的具体位置以及数量在此对其并不做任何限定，具体可以根据实际需求进行设置即可。

S213，响应于对施工区域中地面参考点的选择，以获取地面参考点的位置信息。

如上文所述，在施工区域内布置有地面参考点，那么地面参考点的位置信息可以通过测绘获得，或从施工图纸中获得，等等。当然，地面参考点并不限于额外布置的标识，也可以是施工区域内原有的目标，例如，树木、建筑单体等等。

电子设备提供有地面参考点的选择功能，用户在实景模型上进行选择，相应地，触发电子设备读取该地面参考点的位置信息，相应地，电子设备即可获取到地面参考点的位置信息。需要说明的是，地面参考点的位置信息为地面参考点在实际地理空间内的位置信息。

S214，基于地面参考点的位置信息对实景模型进行同名点配准，得到目标实景模型。

地面参考点为施工区域的实际现场与施工区域的实景模型上对应的同名点，对于实际现场而言，该地面参考点的位置信息可以通过测绘得到，也可以通过其他方式获得，在此对其具体获得方式并不做任何限定。对于地面参考点的选取，可以选择3个，或4个等等，其具体数量可以根据实际需求进行设置。

对于施工区域的实景模型上对应于地面参考点的位置点，其位置信息可以直接从施工区域的实景模型上获得。其中，由于影像数据的采集误差或三维重建误差等等，可能会导致实际现场的地面参考点的位置信息与施工区域的实景模型上的地面参考点的位置之间存在偏差，因此，就需要利用施工区域的地面参考点的位置信息对施工区域的实景模型进行同名点配准，得到目标实景模型。

在本实施例的一些可选实施方式中，上述S214可以包括：

(1)将地面参考点的位置信息转换为施工区域的实景模型中的位置信息。

(2)基于转换后的位置信息与施工区域的实景模型中对应于地面参考点的位置点的位置信息进行位置配准，确定目标实景模型。

如上文所述，地面参考点的位置信息为地面参考点的实际地理位置点，将其通过坐标映射等方式转换为施工区域的实景模型中的位置信息。例如，地面参考点为3个，则电子设备分别将这3个地面参考点的位置信息转换为施工区域的实景模型中的位置信息。

例如，对于地面参考点A而言，转换后的位置信息为(x1，y1，z1)，而地面参考点A在施工区域的实景模型中的位置信息为(x2，y2，z2)。电子设备通过比较这两个位置信息，对施工区域的实景模型进行位置校准，最终确定出目标实景模型。

由于地面参考点的位置信息为真实的位置信息，利用该真实的位置信息对目标实景模型进行位置配准，提高了所得到的目标实景模型的准确性。

在本实施例的一些可选实施方式中，上述S214的步骤(2)可以包括：利用转换后的位置信息与目标实景模型中对应于地面参考点的位置点的位置信息分别进行水平以及高程配准，确定目标实景模型。

由于地面参考点的位置信息与DSM数据坐标并不一致，需要配准校正，从而准确获得目标实景模型。其中，一般需要对水平和高程分别进行配准获得准确的目标实景模型。但由于硬件精度提高，水平精度误差很小，即水平误差会远小于高程误差，以高程误差为主，确保计算结果有效性。具体地，获取现场地面参考点位置，算法自动转换至DSM对应点，完成高程校正。

S22，响应于对目标实景模型中感兴趣区域的边界选择操作，以确定感兴趣区域的实景模型。

详细请参见图1所示实施例的S12，在此不再赘述。

S23，对实景模型进行地形滤波及网格化处理，得到地形网格模型。

具体地，上述S23包括：

S231，对实景模型进行地形滤波处理，得到感兴趣区域的地形数据高程模型。

电子设备对实景模型进行地形滤波处理，分离出地面点和非地面点，再基于分离出的地面点得到感兴趣区域的地面数据高程模型。例如，电子设备利用CSF布料模拟算法或渐进形态学滤波算法等对实景模型进行地形滤波处理，得到地面点和非地面点，并对地面点进行内部均匀采样差值，得到感兴趣区域的地形数据高程模型。其中，由于分离出的地面点之间是不规则的，因此对其进行均匀插值处理，得到感兴趣区域的地形数据高程模型。

S232，对地形数据高程模型进行网格化划分。

S233，对网格化划分的结果进行面片消减处理，得到地形网格模型。

由于地形数据高程模型的精度较高，一般是在亚米级。因此，在进行网格划分之后会存在大量面片，因此一般需要进行面片消减处理，例如，通过二次误差测度指标，在确保地形起伏特征的前提下，大量降低其中的面片数量，得到地形的不规则网格模型，即所述的地形网格模型。

S24，基于地形网格模型对感兴趣区域进行填挖方数据计算，确定并显示感兴趣区域土方工程量的计算结果。

详细请参见图1所示实施例的S14，在此不再赘述。

本实施例提供的土方工程量的生成方法，在实景模型中包括有地面参考点，通过对该地面参考点进行选择就能够相应地获取到其位置信息，利用该位置信息对实景模型进行同名点配准，提高了所得到的目标实景模型的准确性。由于地形数据高程模型的精度较高，生成的地形数据高程模型中存在大量面片，因此，通过对网格化划分的结果进行面片消减处理，可以在确保地形起伏特征的前提下，大量降低其中的面片数量，从而可以减少后续数据处理量，在保证准确性的前提下，提高了计算效率。

在本实施例中提供了一种土方工程量的生成方法，可用于上述的电子设备，如电脑、服务器、平板电脑等，图4是根据本发明实施例的土方工程量的生成方法的流程图，如图4所示，该流程包括如下步骤：

S31，获取并展示施工区域的目标实景模型。

详细请参见图3所示实施例的S21，在此不再赘述。

S32，响应于对目标实景模型中感兴趣区域的边界选择操作，以确定感兴趣区域的实景模型。

详细请参见图1所示实施例的S12，在此不再赘述。

S33，对实景模型进行地形滤波及网格化处理，得到地形网格模型。

详细请参见图3所示实施例的S23，在此不再赘述。

S34，基于地形网格模型对感兴趣区域进行填挖方数据计算，确定并显示感兴趣区域土方工程量的计算结果。

具体地，上述S34包括：

S341，基于地形网格模型对感兴趣区域进行填挖方数据计算，确定土方工程量的计算结果。

在本实施例的一些可选实施方式中，上述S341可以包括：

(1)获取感兴趣区域的基准面。

感兴趣区域的基准面，是根据场地平整面高度确定的。例如，想要将该区域填平到12米，则指定“填方高度”为12米。这里将“基准面”指定为高度为12米处的水平平面。

(2)将地形网格模型中各个面片与基准面进行位置关系的比较，确定地形网格模型中的目标土方区域，所述目标土方区域包括挖方区域以及填方区域。

在地形网格模型中确定出基准面之后，可以利用高度值将各个面片与基准面进行位置关系的比较。若面片在基准面之上，则将该面片确定为挖方区域的面片；若面片在基准面之下，则将该面片确定为填方区域的面片。

(3)基于目标土方区域的各个面片在基准面的投影构造棱柱。

如上文所述，目标土方区域包括挖方区域以及填方区域。因此，电子设备分别基于挖方区域以及填方区域进行土方量的计算，对于挖方区域以及填方区域的土方量计算方法类似。

对于目标土方区域内的各个面片，电子设备利用其在基准面上的投影，确定投影面，再将投影面的各个顶点与面片的各个顶点对应连接，构建出对应的棱柱。例如，若用于网格划分的网格为三角形，则此处的棱柱为三棱柱；若用于网格划分的网格为四边形，则此处的棱柱为四棱柱。

(4)基于各个棱柱的体积计算结果，确定目标土方区域的体积。

电子设备在构造出棱柱之后，对该棱柱进行体积计算，得到各个棱柱的体积。电子设备可以对属于目标土方区域的各个棱柱的体积进行累积，从而确定出目标土方区域的体积。

其中，若棱柱为三棱柱，其体积算法为：1/3*投影面面积*三条棱长度和。若棱柱为多边形棱柱，则可以将其分解为多个三棱柱进行计算。关于棱柱体积的具体计算方式在此对其并不做任何限定，可以根据实际需求进行设置。

利用面片与基准面的位置关系进行挖方区域以及填方区域的划分，从而计算得到挖方区域的体积以及填方区域的体积，保证了土方量计算的可靠性。

作为本实施例的一种可选实施方式，上述S341的步骤(2)可以包括：当存在穿越基准面的目标面片时，对目标面片进行划分，得到属于挖方区域的面片以及属于填方区域的面片。具体地，电子设备还判断各个面片中是否存在穿越基准面的目标面片，即该目标面片一部分在基准面之上，一部分在基准面之下。因此，电子设备利用基准面对目标面片进行划分，得到属于挖方区域的面片以及属于填方区域的面片。

对于存在穿越基准面的目标面片时，将其分割为挖方和填方两个面片，明确挖填方网格的边界，进一步保证了土方量计算的可靠性。

作为本实施例的另一种可选实施方式，如图5所示，上述S341的步骤(4)可以包括：

4.1)计算各个棱柱对应的面片的表面法向量，以确定表面法向量在竖直方向上的分量。

电子设备在对于复杂地形表面的处理时，引入网格面片的法向量来精确计算复杂地形的挖填方体积。如图5所示，电子设备计算各个棱柱对应的面片的表面法向量，从而确定该表面法向量在竖直方向上的分量。其中，竖直方向为与基准面垂直的方向。

4.2)基于棱柱对应的目标土方区域以及表面法向量在竖直方向上的分量的正负，确定棱柱对应的体积类型，所述体积类型包括累加体积或扣减体积。

电子设备在确定出表面法向量在竖直方向上的分量之后，就可以确定该分量的正负。再结合棱柱对应的目标土方区域，即可确定棱柱对应的体积类型。具体地，对于挖方区域，若分量为负，则表示该棱柱对应的体积为扣减体积；若分量为正，则表示该棱柱对应的体积为累加体积。对于填方区域，若分量为负，则表示该棱柱对应的体积为累加体积；若分量为正，则表示该棱柱对应的体积为扣减体积。

4.3)对目标土方区域内各个棱柱的体积及其体积类型，确定目标土方区域的体积。

电子设备在确定出目标土方区域内各个棱柱的体积及其体积类型之后，对其进行累加，得到目标土方区域的体积。例如，如图3所示，将网格面片法向量在竖直方向的正负符号乘以该棱柱体积，累加和作为挖方体积；填方体积计算方法类似，由此得到整个感兴趣区域的挖填方体积。

通过引入网格面片的法向量，确定各个棱柱对应的体积类型，以精确计算复杂地形的挖填方体积。

S342，在土方界面上显示土方工程量的计算结果。

其中，土方界面包括有导出区域。

图6a示出了土方界面的一种具体示例，在该土方界面上显示有土方工程量的计算结果。进一步地，在该土方界面上可以根据实际需求显示其他内容，具体根据实际情况进行设置。

如图6a所示，在土方界面上包括有导出区域，当选择该导出区域时，触发电子设备将土方界面上显示的土方计算结果导出。

S343，响应于对导出区域的选择操作，导出土方工程量的计算结果，以获得导出文件。

导出文件可以是表格形式，也可以是文档形式，等等。例如，图6b示出了导出文件展示图。电子设备自动生成土方测量报告，并可导出excel报表。报表信息包括项目名称、测绘时间、报告时间、平场标高、平场面积、最小高程、最大高程、挖方量、填方量。

本实施例提供的土方工程量的生成方法，在确定出土方工程量的计算结果之后，在土方界面上显示出计算结果，以便用户能够及时知晓当前土方量，为后续作业提供了及时的基础条件。

本发明实施例提供的土方工程量的生成方法，相对于人工实地探测，效率低的传统方法，本发明提供了一种基于无人机倾斜摄影技术的地形土方量测自动计算方法，打通了三维土方模型到传统土方网格法三方软件的数据流程，极大提高外业数据采集和数据处理效率，达到自动化目的，实现精确土方工程量的计算，可有效管理工程建设的土方进度、减少经济损失，节约成本。2、相比于需要地面相控点的无人机方案，本方法不需要专业人员外业作业，只需要多个地面参考点即可，精度有保证且更为省时省力。

在本实施例中还提供了一种土方工程量的生成装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

本实施例提供一种土方工程量的生成装置，如图6所示，包括：

获取模块41，用于获取并展示施工区域的目标实景模型；

选择模块42，用于响应于对所述目标实景模型中感兴趣区域的边界选择操作，以确定所述感兴趣区域的实景模型；

处理模块43，用于对所述实景模型进行地形滤波及网格化处理，得到地形网格模型；

显示模块44，用于基于所述地形网格模型对所述感兴趣区域进行填挖方数据计算，确定并显示所述感兴趣区域土方工程量的计算结果。

本实施例中的土方工程量的生成装置是以功能单元的形式来呈现，这里的单元是指ASIC电路，执行一个或多个软件或固定程序的处理器和存储器，和/或其他可以提供上述功能的器件。

上述各个模块的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种电子设备，具有上述图7所示的土方工程量的生成装置。

请参阅图8，图8是本发明可选实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图8所示，该电子设备可以包括：至少一个处理器51，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，至少一个通信接口53，存储器54，至少一个通信总线52。其中，通信总线52用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口53可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard)，可选通信接口53还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器54可以是高速RAM存储器(Random Access Memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器54可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器51的存储装置。其中处理器51可以结合图7所描述的装置，存储器54中存储应用程序，且处理器51调用存储器54中存储的程序代码，以用于执行上述任一方法步骤。

其中，通信总线52可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，简称EISA)总线等。通信总线52可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器54可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器54还可以包括上述种类的存储器的组合。

其中，处理器51可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。

其中，处理器51还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic arraylogic,缩写：GAL)或其任意组合。

可选地，存储器54还用于存储程序指令。处理器51可以调用程序指令，实现如本申请任一实施例中所示的土方工程量的生成方法。

本发明实施例还提供了一种非暂态计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的土方工程量的生成方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(HardDisk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (11)

1.一种土方工程量的生成方法，其特征在于，包括：

获取并展示施工区域的目标实景模型；

响应于对所述目标实景模型中感兴趣区域的边界选择操作，以确定所述感兴趣区域的实景模型；

对所述实景模型进行地形滤波及网格化处理，得到地形网格模型；

基于所述地形网格模型对所述感兴趣区域进行填挖方数据计算，确定并显示所述感兴趣区域土方工程量的计算结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取并展示施工区域的目标实景模型，包括：

获取所述施工区域的影像数据；

基于所述影像数据构建并显示所述施工区域的实景模型，所述实景模型中显示有地面参考点；

响应于对所述施工区域中地面参考点的选择，以获取所述地面参考点的位置信息；

基于所述地面参考点的位置信息对所述实景模型进行同名点配准，得到所述目标实景模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述地面参考点的位置信息对所述实景模型进行同名点配准，得到所述目标实景模型，包括：

将所述地面参考点的位置信息转换为所述施工区域的实景模型中的位置信息；

基于转换后的位置信息与所述施工区域的实景模型中对应于所述地面参考点的位置点的位置信息进行位置配准，确定所述目标实景模型。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述地形网格模型对所述感兴趣区域进行填挖方数据计算，确定并显示所述感兴趣区域土方工程量的计算结果，包括：

基于所述地形网格模型对所述感兴趣区域进行填挖方数据计算，确定所述土方工程量的计算结果；

在土方界面上显示所述土方工程量的计算结果，所述土方界面包括有导出区域；

响应于对所述导出区域的选择操作，导出所述土方工程量的计算结果，以获得导出文件。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述地形网格模型对所述感兴趣区域进行填挖方数据计算，确定所述土方工程量的计算结果，包括：

获取所述感兴趣区域的基准面；

将所述地形网格模型中各个面片与所述基准面进行位置关系的比较，确定所述地形网格模型中的目标土方区域，所述目标土方区域包括挖方区域以及填方区域；

基于所述目标土方区域的各个面片在所述基准面的投影构造棱柱；

基于各个所述棱柱的体积计算结果，确定所述目标土方区域的体积。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将所述地形网格模型中各个面片与所述基准面位置进行比较，确定所述地形网格模型中的挖方区域以及填方区域，包括：

当存在穿越所述基准面的目标面片时，对所述目标面片进行划分，得到属于所述挖方区域的面片以及属于所述填方区域的面片。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于各个所述棱柱的体积计算结果，确定所述目标土方区域的体积，包括：

计算各个所述棱柱对应的面片的表面法向量，以确定所述表面法向量在竖直方向上的分量；

基于所述棱柱对应的目标土方区域以及所述表面法向量在竖直方向上的分量的正负，确定所述棱柱对应的体积类型，所述体积类型包括累加体积或扣减体积；

对所述目标土方区域内各个棱柱的体积及其体积类型，确定所述目标土方区域的体积。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述实景模型进行地形滤波及网格化处理，得到地形网格模型，包括：

对所述实景模型进行地形滤波处理，得到所述感兴趣区域的地形数据高程模型；

对所述地形数据高程模型进行网格化划分；

对网格化划分的结果进行面片消减处理，得到所述地形网格模型。

9.一种土方工程量的生成装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取并展示施工区域的目标实景模型；

选择模块，用于响应于对所述目标实景模型中感兴趣区域的边界选择操作，以确定所述感兴趣区域的实景模型；

处理模块，用于对所述实景模型进行地形滤波及网格化处理，得到地形网格模型；

显示模块，用于基于所述地形网格模型对所述感兴趣区域进行填挖方数据计算，确定并显示所述感兴趣区域土方工程量的计算结果。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-8中任一项所述的土方工程量的生成方法。

11.一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存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1-8中任一项所述的土方工程量的生成方法。

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