CN116824078A - 一种基于三维模型的市政设施部件展示方法和平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于三维模型的市政设施部件展示方法和平台，具体包括以下步骤：S1：通过无人机对管理区域进行航摄，建立管理区域内的实景三维模型，作为工作底图；S2：结合实景三维模型构建市政设施部件三维模型库；S3：对实景三维模型上的不同位置的市政设施部件进行设施种类识别，若识别成功则对应的市政设施部件的三维模型放置在该位置形成第一展示蓝图，若识别不成功则进行错误标记；S4：根据错误标记进行实地采集，根据实地采集结果在第一展示蓝图上放置错误标记对应的市政设施部件的三维模型，从而形成第二展示蓝图。
Description
技术领域
本发明涉及城市管理技术领域，特别涉及一种基于三维模型的市政设施部件展示方法和平台。
背景技术
对市政设施部件的管理包括公用设施类、交通设施类、市容环境设施类、园林绿化设施类、其他部件类市政设施部件进行全面调查，了解基础部件规模，以及各个部门所管辖的部件现状及构成，是数字化城市管理新模式的重要基础，必须通过全面调查才能为城市部件管理提供所需的城市部件数据库，为实现精细管理提供全面、准确、完整的基础信息，实现城市管理的信息化、标准化、精细化、动态化管理需求，为数字化城市管理系统提供精确度高、可用性强的基础数据支撑。
目前，市政设施部件的采集和管理主要是利用二维的地形图作为工作底图，部件的展示方式也较为单一。由于二维的采集和管理方式造成地形起伏区域之间的部件的直线距离有较大的差距，从而导致部件间的管道连接长度与现实情况有较大误差。而且采用二维方式进行部件的展示，难以体现出广告牌、路灯、行道树等具有高度的部件特征，从而难以确定此类部件的可见范围或者道路的天空开阔度等重要指标，难以为后续部件设施的设计和计划提供科学的决策方式，为提升城市形象带来了阻碍。
发明内容
针对现有技术中基于二维地形图的市政设施部件采集管理效率较低的问题，本发明提供一种基于三维模型的市政设施部件展示方法和平台，通过利用实景三维模型，进行工作底图制作，利用构造的市政设施部件三维模型库，对市政设施部件进行采集、管理以及展示。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种基于三维模型的市政设施部件展示方法，具体包括以下步骤：
S1：通过无人机对管理区域进行航摄，建立管理区域内的实景三维模型，作为工作底图；
S2：结合实景三维模型构建市政设施部件三维模型库；
S3：对实景三维模型上的不同位置的市政设施部件进行设施种类识别，若识别成功则对应的市政设施部件的三维模型放置在该位置形成第一展示蓝图，若识别不成功则进行错误标记；
S4：根据错误标记进行实地采集，根据实地采集结果在第一展示蓝图上放置错误标记对应的市政设施部件的三维模型，从而形成第二展示蓝图。
优选地,所述S1包括：
S1-1：外业时进行航线规划，通过无人机完成管理区域内信息采集，采集的信息包括原始航片和POS数据；
S1-2：内业时基于采集的管理区域内信息，利用空三加密技术创建立体模型，生成实景三维模型；
S1-3：在实景三维模型上进行地名标注，作为工作底图。
优选地,利用倾斜摄影、3S技术，使用无人机进行信息采集。
优选地,所述S2包括：
S2-1：将市政设施部件划分为多个不同的设施种类，包括公用设施类、交通设施类、市容环境设施类、园林绿化设施类、其他部件类，并按照设施种类进行编码；
S2-2：分别对不同设施种类的市政设施部件进行三维模型构建。
优选地，所述S2-1中，编码由2位的大类代码和2位的小类代码共四位阿拉伯数字组成。
优选地，所述S2-2中，市政设施部件的三维模型构建方法为：
根据不同设施种类的市政设施部件的形状、颜色、大小，进行抽象、整合，形成市政设施部件三维模型库。
优选地，所述S3中，设施种类识别方法为：
基于机器图像识别模型，预先采用分类完成的市政设施部件进行训练，再采用训练完成的机器图像识别模型对市政设施部件进行种类识别，在三维模型上勾绘其边界，进行模型裁剪，提取市政设施部件模型。
本发明还提供一种基于三维模型的市政设施部件展示平台，包括：
用户登录模块，用于验证用户的身份；
实景三维模型构建模块，用于用户构建实景三维模型，并在实景三维模型上进行地名标注，作为工作底图；
部件三维模型构建模块，用于对不同种类的市政设施部件进行三维模型构建并进行编码；
地图浏览模块，用于进行实景三维模型和部件三维模型的浏览；
部件识别模块，用于在实景三维模型上识别出不同位置市政设施部件的种类；
部件三维模型标绘模块，用于根据部件识别模块识别的种类在位置上放置对应的市政设施部件的三维模型。
优选地，还包括：
部件信息管理模块，用于查询已标绘的市政设施部件的数量、位置，进行分类统计。
综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明通过实景三维模型制作的工作底图对市政设施部件信息进行采集，避免了外业实地测量采集的繁重工作，从而提高采集的速度和效率；
构建的市政设施部件三维模型库，可以直观的展示出各类部件的特征形态，提高了部件管理的辨识性。而与传统的二维平面地图数据相比，三维地理信息地图突破了平面图形的限制，扩展了信息在垂直维度上的空间表达能力，不仅可以展示地上地下、内部外部的空间地理信息，还能配合纹理贴图，反映出物体真实的外观特征。三维模型数据更符合真实世界的描述方式，便于人们理解，即使没有相关的专业的知识，也能快速准确地掌握所要传达的信息，有利于智慧城市信息服务的大众化。同时，展示平台使用实景三维模型作为城市地理信息的载体，可以实现市政设施部件的综合管理、快速查询和三维分析。
附图说明：
图1为根据本发明示例性实施例的一种基于三维模型的市政设施部件展示方法示意图。
图2为根据本发明示例性实施例的一种基于三维模型的市政设施部件展示平台结构示意图。
图3为根据本发明示例性实施例的市政设施部件中井盖的三维模型结构示意图。
图4为根据本发明示例性实施例的市政设施部件中消火栓的三维模型结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供一种基于三维模型的市政设施部件展示方法，具体包括以下步骤：
S1：通过无人机对管理区域进行航摄或扫描，建立管理区域内的实景三维模型，作为进行市政设施部件采集的工作底图。
S1-1：外业时进行航线规划，通过无人机、倾斜摄影、3S技术等现有技术完成管理区域内信息采集，包括原始航片(地形图和市政设施部件)和POS(position andorientation system，定位定姿系统)数据。
S1-2：内业时基于采集的管理区域内信息，利用空三加密技术创建立体模型，生成实景三维模型；
S1-3：在实景三维模型上进行地名以及可识别的市政设施部件(可基于机器图像识别技术进行识别)的标注，作为工作底图。
现有技术一般是通过人工进行实地信息采集，且绘制的也是二维图形，不能很好地在空间上反映市政设施部件之间的联系。
而在本发明中，通过无人机即可采集地形图和市政设施部件建立实景三维模型，避免了外业实地测量采集的繁重工作，从而提高采集的速度和效率；同时实景三维模型突破了平面图形的限制，扩展了信息在垂直维度上的空间表达能力，不仅可以展示地上地下、内部外部的空间地理信息，还能配合纹理贴图，反映出物体真实的外观特征。
S2：结合实景三维模型构建市政设施部件三维模型库，可以直观的展示出市政设施部件的特征形态，提高了部件管理的辨识性。
S2-1：将市政设施部件划分为多个不同设施种类，包括公用设施类、交通设施类、市容环境设施类、园林绿化设施类、其他部件类(如人防工事、文物古迹、防汛墙等)等。
S2-2：分别对不同设施种类的市政设施部件进行三维模型构建。根据不同设施种类的市政设施部件的形状、颜色、大小，进行抽象、整合，形成市政设施部件三维模型库，对模型库中的部件按照类型进行编码，方便识别和调用。
本实施例中，编码由2位的大类代码和2位的小类代码共四位阿拉伯数字组成。
本实施例中，市政设施部件一般都是较小的单体模型，外形基本是固定的，在构建部件模型时应提取共同类部件的关键特点(例如形状和颜色)，进行综合整理以及抽象，建设市政设施部件三维模型库，比较形象的展示出各类部件的特点。
比如图3所示井盖，根据井盖的形状和尺寸，分为圆形和方形井盖，制作出井盖的三维模型。
图4所示的消火栓，提取消火栓的特殊形状特征(凸起部位)，并制作成红色的三维模型。
在构建模型库的时候充分结合实景三维模型中展示出的部件的形状、颜色特点，构建的三维模型尽量还原部件的样式和大小。构建完成后应按照编码对部件模型进行编码，便于后续使用。
S3：对实景三维模型上的不同位置的市政设施部件进行设施种类识别(可基于机器图像识别技术进行识别，预先采用分类完成的市政设施部件进行训练)，若识别通过则将对应市政设施部件的三维模型放置在该位置形成第一展示蓝图，若识别不通过(即不能识别出设施种类)则在识别不通过的位置进行错误标记，以便后续进行外业实地勘测。
在实景三维模型中，识别市政设施部件的种类，对特征明显且独立的市政设施部件，比如路灯、广告牌等，在三维模型上勾绘其边界，进行模型裁剪，提取市政设施部件模型，再将对应的市政设施部件的三维模型放置在该位置。
S4：根据错误标记进行实地采集，根据实地采集结果在第一展示蓝图上放置错误标记对应的市政设施部件的三维模型，从而形成第二展示蓝图。
本步骤中，为保证位置的精度，在无人机航测建模时，实景三维模型上设置坐标系，例如国家2000大地坐标系。
本实施例中，三维模型数据更符合真实世界的描述方式，便于人们理解，即使没有相关的专业的知识，也能快速准确地掌握所要传达的信息，有利于智慧城市信息服务的大众化。同时，使用实景三维模型作为城市地理信息的载体，可以实现市政设施部件的综合管理、快速查询和三维分析。
基于上述的一种基于三维模型的市政设施部件展示方法，如图2所示，本发明还提供一种基于三维模型的市政设施部件展示平台，包括用户登录模块、实景三维模型构建模块、部件三维模型构建模块、地图浏览模块、部件识别模块、部件三维模型标绘模块、部件信息管理模块。
用户登录模块，用于验证用户的身份；
实景三维模型构建模块，用于用户构建实景三维模型，并在实景三维模型上进行地名标注，作为工作底图；
部件三维模型构建模块，用于对不同种类的市政设施部件进行三维模型构建并进行编码；
地图浏览模块，用于进行实景三维模型和部件三维模型的浏览；
部件识别模块，用于在实景三维模型上识别出不同位置市政设施部件的种类；
部件三维模型标绘模块，用于根据部件识别模块识别的种类在位置上放置对应的市政设施部件的三维模型；
部件信息管理模块，用于查询已标绘的市政设施部件的数量、位置，进行分类统计等。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (9)
1.一种基于三维模型的市政设施部件展示方法，其特征在于,具体包括以下步骤：
S1：通过无人机对管理区域进行航摄，建立管理区域内的实景三维模型，作为工作底图；
S2：结合实景三维模型构建市政设施部件三维模型库；
S3：对实景三维模型上的不同位置的市政设施部件进行设施种类识别，若识别成功则对应的市政设施部件的三维模型放置在该位置形成第一展示蓝图，若识别不成功则进行错误标记；
S4：根据错误标记进行实地采集，根据实地采集结果在第一展示蓝图上放置错误标记对应的市政设施部件的三维模型，从而形成第二展示蓝图。
2.如权利要求1所述的一种基于三维模型的市政设施部件展示方法，其特征在于,所述S1包括：
S1-1：外业时进行航线规划，通过无人机完成管理区域内信息采集，采集的信息包括原始航片和POS数据；
S1-2：内业时基于采集的管理区域内信息，利用空三加密技术创建立体模型，生成实景三维模型；
S1-3：在实景三维模型上进行地名标注，作为工作底图。
3.如权利要求2所述的一种基于三维模型的市政设施部件展示方法，其特征在于,所述无人机利用倾斜摄影、3S技术进行信息采集。
4.如权利要求1所述的一种基于三维模型的市政设施部件展示方法，其特征在于,所述S2包括：
S2-1：将市政设施部件划分为多个不同的设施种类，包括公用设施类、交通设施类、市容环境设施类、园林绿化设施类、其他部件类，并按照设施种类进行编码；
S2-2：分别对不同设施种类的市政设施部件进行三维模型构建。
5.如权利要求4所述的一种基于三维模型的市政设施部件展示方法，其特征在于，所述S2-1中，编码由2位的大类代码和2位的小类代码共四位阿拉伯数字组成。
6.如权利要求4所述的一种基于三维模型的市政设施部件展示方法，其特征在于，所述S2-2中，市政设施部件的三维模型构建方法为：
根据不同设施种类的市政设施部件的形状、颜色、大小，进行抽象、整合，形成市政设施部件三维模型库。
7.如权利要求1所述的一种基于三维模型的市政设施部件展示方法，其特征在于，所述S3中，设施种类识别方法为：
基于机器图像识别模型，预先采用分类完成的市政设施部件进行训练，再采用训练完成的机器图像识别模型对市政设施部件进行种类识别，在三维模型上勾绘其边界，进行模型裁剪，提取市政设施部件模型。
8.基于权利要求1-7任一项所述方法的一种基于三维模型的市政设施部件展示平台，其特征在于，包括：
用户登录模块，用于验证用户的身份；
实景三维模型构建模块，用于用户构建实景三维模型，并在实景三维模型上进行地名标注，作为工作底图；
部件三维模型构建模块，用于对不同种类的市政设施部件进行三维模型构建并进行编码；
地图浏览模块，用于进行实景三维模型和部件三维模型的浏览；
部件识别模块，用于在实景三维模型上识别出不同位置市政设施部件的种类；
部件三维模型标绘模块，用于根据部件识别模块识别的种类在位置上放置对应的市政设施部件的三维模型。
9.如权利要求8所述的一种基于三维模型的市政设施部件展示平台，其特征在于，还包括：
部件信息管理模块，用于查询已标绘的市政设施部件的数量、位置，进行分类统计。
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