CN115170749B - 基于Cesium的WEBGIS三维可视化构建方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于Cesium的WEBGIS三维可视化构建方法及系统，其中系统包括：采集模块、识别模型、分类模块、三维地球模型、转化模块、WEBGIS三维模型，本申请中，在构建Cesium三维地球模型之前，对立体影像数据进行了识别、分割、定义、编码以及坐标数据处理，因此在Cesium三维地球模型中，只需要导入要素生成模板将立体影像数据对应的要素进行模拟以完成目标区域地理地形重建；所述三维地球模型还从所述存储部加载所述要素的编码以及编码对应的坐标数据注入到目标区域地理地形中，形成Cesium三维地球场景库；本本身不需要在Cesium三维地球模型中构建多个复杂的模型，降低了开发的难度，利用要素生成模板可以建立标准化的要素处理。
Description
技术领域
本发明涉及三维模型构建技术领域，特别是涉及一种基于Cesium的WEBGIS三维可视化构建方法及系统。
背景技术
Cesium作为一个开源三维可视化JAVASCRIPT库，可以用来显示海量三维模型数据、影像数据、地理地形数据、空间要素等，Cesium是一个跨平台、跨浏览器的展示三维地球和地图的JavaScript库，能够使用WebGL来进行硬件加速图形，使用时不需要任何插件支持。因此，Cesium具有良好的兼容性。因此基于Cesium可以开发出以WEBGIS为载体形式的可视化系统。
在现有的技术中，一般都是将实景图像直接输入至Cesium模型中，在Cesium模型中完成三维搭建，比如公开号为：“CN 113192193 A”公开了基于Cesium三维地球框架的高压输电线路走廊三维重建方法，包括以下步骤：(1)获取目标区域低空倾斜多视立体影像数据，采用SfM算法对所述低空倾斜多视立体影像数据进行空中三角形解析；基于解析结果生成目标区域的实景三维模型和真正射影像；(2)搭建Cesium三维地球场景，将实景三维模型加载到三维地球场景中，完成高压输电线路走廊地形场景的重建；(3)构建杆塔三维模型库和绝缘子三维模型库；再根据每个杆塔三维模型，在所述真正射影像中一一对应地提取杆塔模板影像，形成杆塔模板影像库；(4)基于所述杆塔三维模型库和所述杆塔模板影像库，在所述真正射影像上通过模板匹配对杆塔进行识别与粗定位，然后在Cesium三维地球场景中加载相应的杆塔三维模型，对加载的杆塔三维模型进行修正，完成杆塔模型的三维重建；(5)从Cesium三维地球场景中导出杆塔位置信息，将导出的杆塔位置信息叠加在所述真正射影像上；(6)在所述真正射影像上提取杆塔之间的电力线拓扑关系，并基于电力线拓扑关系，进行基于多视核线几何约束的挂线点识别及挂线点的物空间坐标计算；(7)将步骤(6)提取出的杆塔之间的电力线拓扑关系反投影至低空倾斜多视立体影像数据，再基于挂线点的物空间坐标和绝缘子三维模型库，采用模板匹配的方式识别绝缘子参数信息；(8)在所述Cesium三维地球场景中，以相邻塔杆之间的同名挂线点连线的中点为绝缘子模型的加载位置，从绝缘子三维模型库中加载匹配的绝缘子三维模型；(9)根据绝缘子两端的同名挂线点坐标并结合架空线悬链线方程，在Cesium三维地球场景中完成电力线的三维绘制；(10)最后对实景三维模型进行修正处理。
在上述中，要素的模拟以及定位都是在从Cesium三维地球场景中进行处理的，由于Cesium三维地球场景编辑处理比较复杂，将大量的要素模拟和定位处理放置在Cesium三维地球模型中，导致在Cesium三维地球模型要构建多个模型进行协调配合才能实现，不利于标准化统一。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供基于Cesium的WEBGIS三维可视化构建方法及系统。
本发明采用的技术方案如下：
基于Cesium的WEBGIS三维可视化构建方法，包括如下步骤：获取目标区域的立体影像数据，将所述立体影像数据传输至识别模型，所述识别模型具有标注单元，所述标注单元用于对立体影像数据中的要素进行识别并标注属性；基于标注单元的标注属性对所述要素进行分割并编码，并记录每一编码处要素的坐标数据；将分割后的所述要素、所述要素对应的编码以及编码对应的坐标数据存储在存储部；
从存储部依据所述编码依次加载所述要素至分类模块，所述分类模块基于所述要素对应的标注属性将所述要素进行分类，并存储在分类库中；
从所述分类库中加载分类后的要素，提取所述要素的立体影像，基于立体影像构建要素生成模板，并将要素生成模板存储在模型库，
搭建Cesium三维地球场景，将所述立体影像数据加载到三维地球模型中，三维地球模型从模型库中加载要素生成模板将立体影像数据对应的要素进行模拟以完成目标区域地理地形重建；其中，所述三维地球模型还从所述存储部加载所述要素的编码以及编码对应的坐标数据注入到目标区域地理地形中，形成Cesium三维地球场景库；
设置一转化模块，所述转化模块用于将Cesium三维地球场景库中的Cesium三维地球场景转化为基于WebGIS的基础数据，将所述基础数据导入至WEBGIS三维模型中，
设置一兼容载体，将所述WEBGIS三维模型嵌入在兼容载体中以便为不同端设备提供进行可视化加载。
进一步地，所述标注单元用于通过一滑动识别模板来识别要素的基础轮廓，基于所述基础轮廓输入至神经网络单元进行迭代训练得到要素的基本类型和实景表达，基于所述基本类型和实景表达通过写入单元在所述要素的属性中写入分类值和实景表达值形成标注属性。
本发明还提供了一种基于Cesium的WEBGIS三维可视化构建系统，包括：
采集模块，用于采集目标区域的立体影像数据；
识别模型，用于对立体影像数据中的每一要素进行识别并标注属性；基于标注单元的标注属性对所述要素进行分割并编码，并记录每一编码处要素的坐标数据；将分割后的所述要素、所述要素对应的编码以及编码对应的坐标数据存储在存储部；
分类模块，用于从存储部依据所述编码依次加载所述要素并基于所述要素对应的标注属性将所述要素进行分类，并存储在分类库中；
三维地球模型，用于将所述立体影像数据加载到三维地球模型中，并从模型库中加载要素生成模板将立体影像数据对应的要素进行模拟以完成目标区域地理地形重建，其中，所述三维地球模型还从所述存储部加载所述要素的编码以及编码对应的坐标数据注入到目标区域地理地形中，形成Cesium三维地球场景库；
转化模块，用于将Cesium三维地球场景库中的Cesium三维地球场景转化为基于WebGIS的基础数据；
WEBGIS三维模型，用于导入基础数据，导入后将WEBGIS三维模型嵌入在兼容载体中以便为不同端设备提供进行可视化加载。
进一步地，所述识别模型包括：
配置单元，用于配置立体影像数据坐标起始点；
滑动识别模板，用于沿立体影像数据坐标起点向终点依次滑动来识别要素的基础轮廓；
判断单元，用于判断所述基础轮廓是否为完整，若不完整，则标记为部分轮廓，记录部分轮廓的边界坐标并存入缓存库；
组合单元，用于调取所述缓存库中部分轮廓并基于边界坐标将两个或者多个部分轮廓组合形成一个完整的基础轮廓；
标注单元，基于所述基础轮廓输入至神经网络单元进行迭代训练得到要素的基本类型和实景表达，基于所述基本类型和实景表达通过写入单元在所述要素的属性中写入分类值和实景表达值形成标注属性；
分割单元，基于所述标注属性对所述要素进行分割；
编码单元，用于将分割后的独立要素进行编码，记录每一编码处要素的坐标数据；将分割后的所述要素、所述要素对应的编码以及编码对应的坐标数据存储在存储部。
本申请中，在构建Cesium三维地球模型之前，对立体影像数据进行了识别、分割、定义、编码以及坐标数据处理，因此在Cesium三维地球模型中，只需要导入要素生成模板将立体影像数据对应的要素进行模拟以完成目标区域地理地形重建；所述三维地球模型还从所述存储部加载所述要素的编码以及编码对应的坐标数据注入到目标区域地理地形中，形成Cesium三维地球场景库；本本身不需要在Cesium三维地球模型中构建多个复杂的模型，降低了开发的难度，利用要素生成模板可以建立标准化的要素处理。
附图说明
以下附图仅对本发明作示意性的说明和解释，并不用于限定本发明的范围，其中：
图1为本发明中的框架原理总图；
图2为本发明中的框架原理具体实施示意图；
图3为本发明的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
参照图1至图2，本发明提供了一种基于Cesium的WEBGIS三维可视化构建系统，包括：
采集模块，用于采集目标区域的立体影像数据；
识别模型，用于对立体影像数据中的每一要素进行识别并标注属性；基于标注单元的标注属性对所述要素进行分割并编码，并记录每一编码处要素的坐标数据；将分割后的所述要素、所述要素对应的编码以及编码对应的坐标数据存储在存储部；
分类模块，用于从存储部依据所述编码依次加载所述要素并基于所述要素对应的标注属性将所述要素进行分类，并存储在分类库中；
三维地球模型，用于将所述立体影像数据加载到三维地球模型中，并从模型库中加载要素生成模板将立体影像数据对应的要素进行模拟以完成目标区域地理地形重建，其中，所述三维地球模型还从所述存储部加载所述要素的编码以及编码对应的坐标数据注入到目标区域地理地形中，形成Cesium三维地球场景库；
转化模块，用于将Cesium三维地球场景库中的Cesium三维地球场景转化为基于WebGIS的基础数据；
WEBGIS三维模型，用于导入基础数据，导入后将WEBGIS三维模型嵌入在兼容载体中以便为不同端设备提供进行可视化加载。
在上述中，所述识别模型包括：
配置单元，用于配置立体影像数据坐标起始点；
滑动识别模板，用于沿立体影像数据坐标起点向终点依次滑动来识别要素的基础轮廓；
判断单元，用于判断所述基础轮廓是否为完整，若不完整，则标记为部分轮廓，记录部分轮廓的边界坐标并存入缓存库；
组合单元，用于调取所述缓存库中部分轮廓并基于边界坐标将两个或者多个部分轮廓组合形成一个完整的基础轮廓；
标注单元，基于所述基础轮廓输入至神经网络单元进行迭代训练得到要素的基本类型和实景表达，基于所述基本类型和实景表达通过写入单元在所述要素的属性中写入分类值和实景表达值形成标注属性；
分割单元，基于所述标注属性对所述要素进行分割；
编码单元，用于将分割后的独立要素进行编码，记录每一编码处要素的坐标数据；将分割后的所述要素、所述要素对应的编码以及编码对应的坐标数据存储在存储部。
本申请中，在构建Cesium三维地球模型之前，对立体影像数据进行了识别、分割、定义、编码以及坐标数据处理，因此在Cesium三维地球模型中，只需要导入要素生成模板将立体影像数据对应的要素进行模拟以完成目标区域地理地形重建；所述三维地球模型还从所述存储部加载所述要素的编码以及编码对应的坐标数据注入到目标区域地理地形中，形成Cesium三维地球场景库；本本身不需要在Cesium三维地球模型中构建多个复杂的模型，降低了开发的难度，利用要素生成模板可以建立标准化的要素处理。
在一些实施例中，所述要素可以理解为建筑物、植物、道路等，以建筑物为例的说明中，不同的建筑物所具有的空间结构具有一定的差异，因此通过模板参数设定对应的所述要素在模拟过程中的空间物理量，比如高度、长、宽等数据。
实施例2
参照图3，本发明还提供了一种基于Cesium的WEBGIS三维可视化构建方法，包括如下步骤：获取目标区域的立体影像数据，将所述立体影像数据传输至识别模型，所述识别模型具有标注单元，所述标注单元用于对立体影像数据中的要素进行识别并标注属性；基于标注单元的标注属性对所述要素进行分割并编码，并记录每一编码处要素的坐标数据；将分割后的所述要素、所述要素对应的编码以及编码对应的坐标数据存储在存储部；
从存储部依据所述编码依次加载所述要素至分类模块，所述分类模块基于所述要素对应的标注属性将所述要素进行分类，并存储在分类库中；
从所述分类库中加载分类后的要素，提取所述要素的立体影像，基于立体影像构建要素生成模板，并将要素生成模板存储在模型库，
搭建Cesium三维地球场景，将所述立体影像数据加载到三维地球模型中，三维地球模型从模型库中加载要素生成模板将立体影像数据对应的要素进行模拟以完成目标区域地理地形重建；其中，所述三维地球模型还从所述存储部加载所述要素的编码以及编码对应的坐标数据注入到目标区域地理地形中，形成Cesium三维地球场景库；
设置一转化模块，所述转化模块用于将Cesium三维地球场景库中的Cesium三维地球场景转化为基于WebGIS的基础数据，将所述基础数据导入至WEBGIS三维模型中，
设置一兼容载体，将所述WEBGIS三维模型嵌入在兼容载体中以便为不同端设备提供进行可视化加载。
所述标注单元用于通过一滑动识别模板来识别要素的基础轮廓，基于所述基础轮廓输入至神经网络单元进行迭代训练得到要素的基本类型和实景表达，基于所述基本类型和实景表达通过写入单元在所述要素的属性中写入分类值和实景表达值形成标注属性。
通过设置立体影像数据坐标起始点，所述滑动识别模板沿立体影像数据坐标起点向终点依次滑动来识别要素的基础轮廓，在识别过程中，判断单元用于判断所述基础轮廓是否为完整，若不完整，则标记为部分轮廓，记录部分轮廓的边界坐标并存入缓存库，组合单元调取所述缓存库中部分轮廓并基于边界坐标将两个或者多个部分轮廓组合形成一个完整的基础轮廓。
所述要素生成模板具有模板参数，通过模板参数来设定对应的所述要素在模拟过程中的空间物理量。
所述要素生成模板将立体影像数据对应的要素进行模拟后生成基于API接口传输的支持3DTiles的格式数据。
所述兼容载体是WEB浏览器。
本申请中，在构建Cesium三维地球模型之前，对立体影像数据进行了识别、分割、定义、编码以及坐标数据处理，因此在Cesium三维地球模型中，只需要导入要素生成模板将立体影像数据对应的要素进行模拟以完成目标区域地理地形重建；所述三维地球模型还从所述存储部加载所述要素的编码以及编码对应的坐标数据注入到目标区域地理地形中，形成Cesium三维地球场景库；本本身不需要在Cesium三维地球模型中构建多个复杂的模型，降低了开发的难度，利用要素生成模板可以建立标准化的要素处理。
当所述WEBGIS三维模型嵌入在兼容载体进行部署后，通过接收用户输入的请求，对请求进行分析检查并做相应处理；并将由服务器传来的响应结果发送至用户。在上述中，兼容载体为WEB浏览器，利用浏览器的交互能力，WebGIS可以实现图形及属性数据的查询检索，并通过与浏览器的交互使不同地区的客户端来操作这些数据。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (4)
1.基于Cesium的WEBGIS三维可视化构建方法，其特征在于，包括如下步骤：获取目标区域的立体影像数据，将所述立体影像数据传输至识别模型，所述识别模型具有标注单元，所述标注单元用于对立体影像数据中的要素进行识别并标注属性；基于标注单元的标注属性对所述要素进行分割并编码，并记录每一编码处要素的坐标数据；将分割后的所述要素、所述要素对应的编码以及编码对应的坐标数据存储在存储部；
从存储部依据所述编码依次加载所述要素至分类模块，所述分类模块基于所述要素对应的标注属性将所述要素进行分类，并存储在分类库中；
从所述分类库中加载分类后的要素，提取所述要素的立体影像，基于立体影像构建要素生成模板，并将要素生成模板存储在模型库，
搭建Cesium三维地球场景，将所述立体影像数据加载到三维地球模型中，三维地球模型从模型库中加载要素生成模板将立体影像数据对应的要素进行模拟以完成目标区域地理地形重建；其中，所述三维地球模型还从所述存储部加载所述要素的编码以及编码对应的坐标数据注入到目标区域地理地形中，形成Cesium三维地球场景库；
设置一转化模块，所述转化模块用于将Cesium三维地球场景库中的Cesium三维地球场景转化为基于WebGIS的基础数据，将所述基础数据导入至WEBGIS三维模型中，
设置一兼容载体，将所述WEBGIS三维模型嵌入在兼容载体中以便为不同端设备提供进行可视化加载。
2.根据权利要求1所述的基于Cesium的WEBGIS三维可视化构建方法，其特征在于，所述标注单元用于通过一滑动识别模板来识别要素的基础轮廓，基于所述基础轮廓输入至神经网络单元进行迭代训练得到要素的基本类型和实景表达，基于所述基本类型和实景表达通过写入单元在所述要素的属性中写入分类值和实景表达值形成标注属性。
3.一种基于Cesium的WEBGIS三维可视化构建系统，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集目标区域的立体影像数据；
识别模型，用于对立体影像数据中的每一要素进行识别并标注属性；基于标注单元的标注属性对所述要素进行分割并编码，并记录每一编码处要素的坐标数据；将分割后的所述要素、所述要素对应的编码以及编码对应的坐标数据存储在存储部；
分类模块，用于从存储部依据所述编码依次加载所述要素并基于所述要素对应的标注属性将所述要素进行分类，并存储在分类库中；
三维地球模型，用于将所述立体影像数据加载到三维地球模型中，并从模型库中加载要素生成模板将立体影像数据对应的要素进行模拟以完成目标区域地理地形重建，其中，所述三维地球模型还从所述存储部加载所述要素的编码以及编码对应的坐标数据注入到目标区域地理地形中，形成Cesium三维地球场景库；
转化模块，用于将Cesium三维地球场景库中的Cesium三维地球场景转化为基于WebGIS的基础数据；
WEBGIS三维模型，用于导入基础数据，导入后将WEBGIS三维模型嵌入在兼容载体中以便为不同端设备提供进行可视化加载。
4.根据权利要求3所述的基于Cesium的WEBGIS三维可视化构建系统，其特征在于，所述识别模型包括：
配置单元，用于配置立体影像数据坐标起始点；
滑动识别模板，用于沿立体影像数据坐标起点向终点依次滑动来识别要素的基础轮廓；
判断单元，用于判断所述基础轮廓是否为完整，若不完整，则标记为部分轮廓，记录部分轮廓的边界坐标并存入缓存库；
组合单元，用于调取所述缓存库中部分轮廓并基于边界坐标将两个或者多个部分轮廓组合形成一个完整的基础轮廓；
标注单元，基于所述基础轮廓输入至神经网络单元进行迭代训练得到要素的基本类型和实景表达，基于所述基本类型和实景表达通过写入单元在所述要素的属性中写入分类值和实景表达值形成标注属性；
分割单元，基于所述标注属性对所述要素进行分割；
编码单元，用于将分割后的独立要素进行编码，记录每一编码处要素的坐标数据；将分割后的所述要素、所述要素对应的编码以及编码对应的坐标数据存储在存储部。
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| GR01 | Patent grant | ||
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