TW202131283A - 三維地理圖資之建置系統及其建置方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種三維地理圖資之建置系統及其建置方法，其主要係藉由一三維掃描裝置進行移動式之三維掃描，以取得一具有相對座標之點雲圖，再以即時定位取得一絕對座標，將該絕對座標替換該點雲圖之該相對座標，形成一帶有該絕對座標之絕對座標點雲圖，並將所取得之絕對座標點雲圖並即時傳遞至一伺服器裝置，再透過該絕對座標點雲圖轉換成該物件資訊後，轉換為一二維平面模型資訊；再將該二維平面模型資訊轉換一三維立體模型資訊；經該三維立體模型資訊結合一圖資平台，形成完整的三維地理圖資資料檔。

Description

三維地理圖資之建置系統及其建置方法

本發明是有關於一種三維地理圖資之建置系統及其建置方法，尤指一種可透過三維掃描裝置進行移動式之三維掃描的同時取得一具有相對座標之點雲圖，並以即時定位取得一絕對座標，再藉由轉換整合加以形成完整的三維地理圖資資料檔之三維地理圖資之建置系統及其建置方法。

一般來說，習知的立體圖資影像，基本上是利用固定式的掃描儀器在於一空間中進行全視角的重複掃描，但利用掃描儀器進行掃描時，容易發生實際與圖像之間的誤差，並且容易出現斷片的情況，同時在掃描後因定位不夠精準，且再收訊不好的地方，容易出現產生誤差，而誤差則會影響到後續的拆遷或是執行上的問題，使得製作立體圖資影像的過程相當的繁雜，並且各樣設備屬性不同，在資訊管理上若不夠精確，日後的分析整合管理相對麻煩。

而在三維空間定位的技術上，以往必需針對建築物本身或建築物內部的各空間預先埋設或裝設大量的感測設備，同時需透過無線網路(Wi-Fi)或藍牙設備等傳輸裝置來感知使用者身上所搭配之信號收發裝置，並且必須藉由網路連線來取得定位，而這樣的掃描方式不但會產生額外的空間來架設感知器的建置成本外，使用網路來進行定位也容易產生誤差，相對使用者在執行掃描的同時，同樣需要配置相對應的裝置，並且需仰賴穩定的傳輸裝置及環境來進行設備之間的傳輸以及相對應的定位。

因此，如何提供一種能夠有效取得完整的三維地理圖資之建置，而無須這麼多的對應設備而造成的高成本，同時更能建立精確有效的定位，是目前仍需克服技術以及解決之課題。

本發明的主要目的，在於解決習用實施方案無法有效壓低成本且容易受場地影響無法有效取得三維地理圖資，並且在定位方面的限制而無法建立精確且有效的定位問題；據此，讓使用者在掃描的同時亦能達到即時定位並取得絕對座標，再透過絕對座標點雲圖之相關座標資訊轉換為物件資訊，使其能夠有效提升物件資訊的精準度，並藉由結合三維掃描、定位、同步定位與地理構建進而運用於建築業相關及地理圖資相關之領域，據此，形成一種資訊及地理圖資虛擬建築同步建構系統(Simulation Virtual Reality，簡稱SVR)，使其規模從建築工程擴大至整個城市規劃及地理圖資之建構等優勢。

本發明的又一目的，在於提供一種三維地理圖資之建置系統及其建置方法，能在低成本的情況下，不但能有效且快速的取得完整三維地理圖資，更能透過彩色點雲圖了解實際尺寸及材料，同時更能即時利用全球地位系統(Global Positioning System, GPS)解決在訊號不好的地方，可快速達到精準定位的掃描，藉以，避免產生誤差，進而解決所在定位的問題，並且更能進一步結合圖資平台，形成完整的三維圖資資料檔，並結合即時定位模組，藉以提升整個地理圖資的精準度，並同時了解尺寸(長寬高)、材料等數據，即可換算相對應的建置或拆除步驟之估價等流程。

本發明的另一目的，在於提供一種三維地理圖資之建置系統及其建置方法，結合三維掃描、定位、同步定位與地理構建、三維點雲圖以及二維平面等設計，使其可以直接運用於設計、建造、拆除、管理等建築工程，使其能夠有效降低成本並同時提升精準度。

為了達到上述之一實施目的，本發明人提出一種一三維地理圖資之建置系統，係至少包含：一三維掃描裝置，該三維掃描裝置更包含一設有一同步定位與地理構建模組以及一全球定位模組；一透過無線或有線之方式訊號連接該三維掃描裝置之伺服器裝置，該伺服器裝置更訊號連接一三維點雲圖處理模組、一二維平面處理模組、一三維立體模型處理模組以及一地理資訊處理模組。

在本發明三維地理圖資之建置系統的一實施例中，其中，該三維掃描裝置進一步更包含一設有該同步定位與地理構建模組之三維掃描器，以及一設有該全球定位模組之行動裝置；並以無線或有線之方式訊號連接該三維掃描裝置之該伺服器裝置。

在本發明三維地理圖資之建置系統的一實施例中，其中該三維掃描裝置至少包含一主體，該主體係由一三維掃描模組、一與該三維掃描模組電性連接之三維掃描處理單元以及一顯示模組所構成；藉此，用以透過三維掃描模組掃描建築內的物件，並透過三維掃描處理單元資訊整合轉換，以取得一帶有相對座標之點雲圖，並透過顯示模組能夠即時接收掃描情形，有效避免掃描時遺漏物件。

在本發明三維地理圖資之建置系統的一實施例中，其中該三維掃描器係為手持式三維掃描裝置。

在本發明三維地理圖資之建置系統的一實施例中，其中該行動裝置係為平板、電腦或手持裝置任一者。

在本發明三維地理圖資之建置系統的一實施例中，其中該三維掃描裝置之掃描距離係小於80公尺以內。

在本發明三維地理圖資之建置系統的一實施例中，其中該三維掃描裝置更包含一顯示模組，用以即時顯示掃描情況。

在本發明三維地理圖資之建置系統的一實施例中，其中該三維點雲圖處理模組進一步更包含一三維點雲圖處理單元以及一與該三維點雲圖處理單元連接之三維點雲圖資料庫。

在本發明三維地理圖資之建置系統的一實施例中，其中該二維平面處理模組進一步更包含一二維平面處理單元以及一與該二維平面處理單元連接之二維平面資料庫，且該二維平面資料庫更包含至少一二維平面模型資訊。

在本發明三維地理圖資之建置系統的一個實施例中，其中該三維立體模型處理模組進一步更包含一三維立體模型處理單元以及一與該三維立體模型處理單元連接之三維立體模型資料庫，且該三維立體模型資料庫更包含至少一三維立體模型資訊。

在本發明三維地理圖資之建置系統的一個實施例中，其中該三維立體模型資訊為複數個，並透過該三維立體模型處理單元組合拼接形成一三維立體模型組合圖。

在本發明三維地理圖資之建置系統的一個實施例中，該地理資訊處理模組進一步更包含一地理資訊處理單元以及一與該地理資訊處理單元連接之地理資訊資料庫，且該地理資訊資料庫更包含至少一地理圖資資訊。

為了達到上述之實施目的，本發明人提出一種三維地理圖資之建置方法，至少包含以下步驟：步驟一：以一三維掃描裝置，進行移動式之三維掃描，藉以取得具有一相對座標之一點雲圖，並以即時定位取得一絕對座標；步驟二：將該絕對座標替換該點雲圖之該相對座標，形成一帶有該絕對座標之絕對座標點雲圖，以提升物件資訊之精準度；步驟三：透過伺服器裝置將該絕對座標點雲圖之一座標資訊轉換為一二維平面模型資訊；步驟四：再將該二維平面模型資訊轉換一三維立體模型資訊；以及步驟五：經該三維立體模型資訊結合一圖資平台，形成完整的一三維地理圖資資料檔。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一實施例中，其中該即時定位裝置係為掃描裝置或行動裝置任一者。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一實施例中，該行動裝置係為筆記型電腦、平板、手機等任一者。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一實施例中，該精準度係為小於(＜)5公分(cm)。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一實施例中，該三維掃描裝置，係為手持式三維掃描裝置。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一實施例中，其中該三維掃描裝置之物件掃描距離係介於0~80公尺(m)之間。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一實施例中，該三維掃描裝置，係於掃描時得以透過一顯示裝置即時顯示掃描情況，並得以確保該物件是否完全掃描成功。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一實施例中，該點雲圖，係為黑白點雲圖或彩色點雲圖任一者。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一實施例中，該座標資訊係為取代該相對座標後之絕對座標。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一實施例中，該三維掃描裝置，係以進行掃描時，以立即將掃描之該物件資訊，傳遞至該伺服器裝置中以進行物件資料之整理。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一實施例中，其中該物件資訊，係得以具有尺寸參數、材料參數、體積參數或重量參數等其中之一個或一個以上之參數。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一實施例中，該彩色點雲圖，係得以由一彩色相片及一點線圖所構成。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一實施例中，該伺服器裝置，係將接收之該點雲圖轉換成該物件資訊後，進以轉換為一二維平面模型資訊，並再將該二維平面模型資訊轉換一三維立體模型資訊，並將該三維立體模型資訊結合一圖資平台，形成完整的三維地理圖資資料檔。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一實施例中，該二維平面處理模組進一步更包含一二維平面處理單元以及一與該二維平面處理單元連接之二維平面資料庫，且該二維平面資料庫更包含至少一二維平面模型資訊。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一實施例中，該三維立體模型處理模組進一步更包含一三維立體模型處理單元以及一與該三維立體模型處理單元連接之三維立體模型資料庫，且該三維立體模型資料庫更包含至少一三維立體模型資訊。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一實施例中，其中該圖資平台更包含一地理資訊處理模組，並整合該地理資訊處理模組與該三維立體模型資訊，形成該三維地理圖資資料檔。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一實施例中，該地理資訊處理模組至少包含一地理資訊處理單元以及一與該地理資訊處理單元連接之地理資訊資料庫，且該地理資訊資料庫更包含至少一地理圖資資訊。

為了達到上述之實施目的，本發明人再提出一種三維地理圖資之建置方法，係另得以形成一具有拼接後之三維立體模型資訊之三維地理圖資資料檔，至少包含以下步驟：步驟A：以一三維掃描裝置，進行移動式之三維掃描，藉以取得具有一相對座標之一點雲圖，並以即時定位取得一絕對座標；步驟B：該絕對座標替換該點雲圖之該相對座標，形成一帶有該絕對座標之絕對座標點雲圖；步驟C：透過該絕對座標點雲圖之一座標資訊，再透過該絕對座標點雲圖的複數個點與複數個線轉換成一物件資訊後，即可轉換為一二維平面模型資訊，以提升物件資訊之精準度；步驟D：再將該二維平面模型資訊轉換複數個三維立體模型資訊；步驟E：將複數該三維立體模型資訊轉換整合為一三維立體模型組合圖；以及步驟F：該三維立體模型組合圖結合一圖資平台，形成完整的一三維地理圖資資料檔。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一個實施例中，其中該三維立體模型資訊係以立體拼接組合之方式形成該三維地理圖資資料檔。

在本發明三維地理圖資之建置方法的一個實施例中，其中，使用者能夠透過該三維地理圖資資料檔得以快速分辨零件之間之拆除順序。

為了達到上述之實施目的，本發明人又提出一種三維地理圖資之建置方法，係另得以形成一具有估價模組之三維地理圖資資料檔，至少包含以下步驟：步驟a：以一三維掃描裝置，進行移動式之三維掃描，藉以取得具有一相對座標之一點雲圖，並以即時定位取得一絕對座標；步驟b：該絕對座標自動替換該點雲圖之該相對座標，以提升該點雲圖之精準度；步驟c：透過該絕對座標點雲圖之一座標資訊，再將該絕對座標點雲圖轉換成一物件資訊後，再轉換為一二維平面模型資訊，以提升物件資訊之精準度；步驟d：再將該二維平面模型資訊轉換一三維模型資訊；步驟f：該三維立體模型組合圖結合一圖資平台，形成完整的一三維地理圖資資料檔；步驟g：透過該物件資訊結合該三維地理圖資資料檔，形成一估價資料，並將該估價資料匯入一估價模組；步驟h：得以執行估價；以及步驟i：該估價模組提供一估價資訊，進以完成該估價模式。

在本發明的一個實施例中，其中該步驟d之後，更包含以下步驟e：將該三維立體模型資訊經由整合轉換為一三維立體模型組合圖。

在本發明的一個實施例中，其中，執行該步驟h係以自動估價方式估價，，係得以透過估價模組所提供之物件資料單價，輸入欲計算之物件資料，該估價模組則立即進行計算，並提供該估價資訊，進而完成估價。

在本發明的一個實施例中，其中，執行該步驟h係以手動估價方式估價，係得以透過估價模組所提供之物件資料單價，由使用者自行計算，進而完成估價。

為利 貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

首先，請參閱第1至2圖，為本發明三維地理圖資之建置系統第一配置方塊圖及第二配置方塊圖。本發明提供一種三維地理圖資之建置系統，係至少包含：一三維掃描裝置(400)，該三維掃描裝置(400)更包含一設有一同步定位與地理構建模組(411)以及一全球定位模組(421)；一透過無線或有線之方式訊號連接該三維掃描裝置(400)之伺服器裝置(500)，該伺服器裝置(500)更訊號連接一三維點雲圖處理模組(510)、一二維平面處理模組(520)、一三維立體模型處理模組(530)以及一地理資訊處理模組(540)。其中，該三維掃描裝置(400)進一步更包含一設有該同步定位與地理構建模組(411)之三維掃描器(410)，以及一設有該全球定位模組(421)之行動裝置(420)；並以無線或有線之方式訊號連接該三維掃描裝置(400)之該伺服器裝置(500)。其中該三維掃描器(410)係為手持式三維掃描裝置。其中該行動裝置(420)係為平板、電腦或手持裝置任一者。該三維掃描裝置(400)之掃描距離係小於80公尺以內。其中，該三維掃描裝置(400)至少包含一主體(圖未標示)，該主體係由一三維掃描模組(圖未標示)、一與該三維掃描模組電性連接之三維掃描處理單元(圖未標示)以及一顯示模組(圖未標示)所構成；藉此，用以透過三維掃描模組掃描建築內的物件，並透過三維掃描處理單元資訊整合轉換，以取得一帶有相對座標之點雲圖，並透過顯示模組能夠即時接收掃描情形，有效避免掃描時遺漏物件。

又，在本發明一實施例中，該三維掃描裝置(400)更包含一顯示模組，用以即時顯示掃描情況。該三維點雲圖處理模組(510)進一步更包含一三維點雲圖處理單元(511)以及一與該三維點雲圖處理單元(511)連接之三維點雲圖資料庫(512)。該二維平面處理模組(520)進一步更包含一二維平面處理單元(521)以及一與該二維平面處理單元(521)連接之二維平面資料庫(522)，且該二維平面資料庫(522)更包含至少一二維平面模型資訊(5221)。該三維立體模型處理模組(530)進一步更包含一三維立體模型處理單元(531)以及一與該三維立體模型處理單元(531)連接之三維立體模型資料庫(532)，且該三維立體模型資料庫(532)更包含至少一三維立體模型資訊(5321)。其中該三維立體模型資訊(5321)為複數個，並透過該三維立體模型處理單元(531)組合拼接，形成一三維立體模型組合圖(53211)。該地理資訊處理模組(540)進一步更包含一地理資訊處理單元(541)以及一與該地理資訊處理單元(541)連接之地理資訊資料庫(542)，且該地理資訊資料庫(542)更包含至少一地理圖資資訊(5421)。據此，藉由三維地理圖資之建置系統不同以往的結構配置，讓使用者在掃描的同時亦能達到即時定位並取得絕對座標，再透過絕對座標點雲圖之相關座標資訊轉換為物件資訊，使其能夠有效提升物件資訊的精準度，並藉由結合三維掃描、定位、同步定位與地理構建進而運用於建築業相關及地理圖資相關之領域，據此，形成一種資訊及地理圖資虛擬建築同步建構系統(Simulation Virtual Reality，簡稱SVR)。

再者，請一併參閱第3至11圖，其中，如第3圖所示，為本發明三維地理圖資之建置流程圖，其係提供一種三維地理圖資之建置方法，至少包含以下步驟： 步驟一(S110)：以一三維掃描裝置(400)，進行移動式之三維掃描，藉以取得具有一相對座標(X1)之一點雲圖(5121)，並以即時定位取得一絕對座標(X1’)； 步驟二(S120)：將該絕對座標(X1’)替換該點雲圖(5121)之該相對座標(X1)，形成一帶有該絕對座標(X1’)之絕對座標點雲圖(5122)，以提升物件資訊之精準度； 步驟三(S130)：透過一伺服器裝置(500)將該絕對座標點雲圖(5122)之一座標資訊轉換為一二維平面模型資訊(5221)； 步驟四(S140)：再將該二維平面模型資訊(5221)轉換一三維立體模型資訊(5321)；以及 步驟五(S150)：經該三維立體模型資訊(5321)結合一圖資平台，形成完整的一三維地理圖資資料檔(550)。

根據上述流程可以得知，其中該三維掃描裝置(400)中，該相對坐標(X1)係藉由一同步定位與地理建構模組(411)(Simultaneous localization and mapping, SLAM)所取得，而該即時定位，係以透過一即時定位裝置以取得進行即時定位，以取得該絕對座標(X1’)，其中該即時定位裝置係為一全球定位模組(421)(Global Positioning System, GPS)，並且該三維掃描裝置(400)，係具有一顯示裝置(圖式未標出)，以即時顯示掃描狀態，以確保即時得知掃描之物件是否完全掃描完成，同時該三維掃描裝置(400)，係為手持式三維掃描裝置，並得以掃描0~80公尺(m)以內之物件，而掃描呈現的該點雲圖(5121)，主要為彩色點雲圖，或可藉以後置切換成黑白點雲圖，其中該彩色點雲圖，係得以由一彩色相片及一點線圖所構成，該座標資訊，係由透過該全球定位模組(421)所取得之絕對座標(X1’)取代該由點雲圖(5121)取得之相對座標(X1)，以提高物件資訊精準度，而該物件資訊的精準度係為小於(＜)5公分(cm)。其中該圖資平台也就是地理資訊系統(Geographic Information System, GIS)，其中該圖資平台更包含一地理資訊處理模組(540)，並整合該地理資訊處理模組(540)與該三維立體模型資訊(5321)，形成該三維地理圖資資料檔(550)。

請再參閱第4圖所示，為本發明三維地理圖資之掃描示意圖，根據上述所述得知，使用者(A)可藉由手持式的三維掃描裝置(400)對於物件或是一空間，以一迴路(B)方式進行移動式的掃描。此外，請同時參閱第7及8圖所示，其中，步驟一(S110)：係以一三維掃描裝置(400)，進行移動式之三維掃描，藉以取得具有一相對座標(X1)之一點雲圖(5121)，並以即時定位取得一絕對座標(X1’)，意指先分別取得相對座標與絕對座標；步驟二(S120)：將該絕對座標(X1’)替換該點雲圖(5121)之該相對座標(X1)，形成一帶有該絕對座標(X1’)之絕對座標點雲圖(5122)，以提升物件資訊之精準度，其中在步驟二(S120)更分為後處理步驟(S121)及絕對座標點雲圖產出步驟(S122)，其中該後處理步驟(S121)，係將原點雲圖內的相對座標以絕對座標取代，且該絕對座標點雲圖產出步驟(S122)係形成一帶有絕對座標的絕對座標點雲圖；當使用三維掃描裝置(400)掃描即可取得一具有相對座標(X1)之一點雲圖(5121)(請同時參閱第5A圖所示)，同時再藉由即時定位取得一絕對座標(X1’)(請同時參閱第5B圖所示)，再以該絕對座標(X1’)替換該點雲圖(5121)內之相對座標(X1)(請參閱第6圖所示)進以提升物件資訊之精準度，形成一帶有絕對座標(X1’)之絕對座標點雲圖(5122)，再使用該絕對座標點雲圖進行轉換，請參閱第8圖所示，此時的點雲圖(5122)則由複數個點(710)與複數個線(720)組合而成，請再參閱第9圖所示，透過該點雲圖(5122)轉換成該物件資訊後，轉換為一二維平面模型資訊(5221)，再將該二維平面模型資訊(5221)轉換一三維立體模型資訊(5321)，再將該三維立體模型資訊(5321)結合一圖資平台，以形成完整的一三維地理圖資資料檔(550)(請見第11圖所示)。

再請參閱第10圖，為本發明形成三維地理圖資資料檔之流程示意圖。其中，該步驟五(S150)更包含以下步驟：

步驟5-1(S151)：提供一地理資訊處理模組。

步驟5-2(S152)：將三維立體模型資訊套入地理資訊處理模組。

步驟5-3(S153)：形成三維地理圖資資料檔。

再，請參閱第12圖，為本發明三維地理圖資之立體圖檔流程圖，一種三維地理圖資之建置方法，係另得以形成一具有三維立體模型資訊(5321)之三維地理圖資資料檔(550)，至少包含以下步驟： 步驟A(S210)：以一三維掃描裝置(400)，進行移動式之三維掃描，藉以取得具有一相對座標(X1)之一點雲圖(5121)，並以即時定位取得一絕對座標(X1’)； 步驟B(S220)：該絕對座標(X1’)替換該點雲圖(5121)之該相對座標(X1)，形成一帶有該絕對座標(X1’)之絕對座標點雲圖(5122)； 步驟C(S230)：透過該絕對座標點雲圖(5122)之一座標資訊，再透過該絕對座標點雲圖(5122)的複數個點(710)與複數個線(720)轉換成一物件資訊後，即可轉換為一二維平面模型資訊(5221)，以提升物件資訊之精準度； 步驟D(S240)：再將該二維平面模型資訊(5221)轉換複數個三維立體模型資訊(5321)； 步驟E(S250)：將複數該三維立體模型資訊(5321)轉換整合為一三維立體模型組合圖(53211)；以及 步驟F(S260)：該三維立體模型組合圖(53211)結合一圖資平台，形成完整的一三維地理圖資資料檔(550)。

根據上述流程可知，其中該三維立體模型資訊，係為一透過複數個三維模型拼接組合形成，也就是說，再將該三維模型資訊結合一三維立體模型圖檔後，可藉由複數個三維模型拼接組合形成該三維立體模型資訊(請參閱第13A圖以及第13B圖所示)，其中，可藉以如第14圖所示之細部結構分解，可將三維模型之零件依據層次拆解或組接，如零件A(910)、零件B(920)、及零件C(930)，可依需求將零件C(930)拆解，且更可是零件A(910)移出零件B(920)外，以使的三維模型無限延伸及組接，並再結合圖資平台，形成更具完整且更具現實感的三維地理圖資資料檔。

再，請參閱第15A、15B圖，為本發明三維地理圖資之估價模式流程圖，本發明提供一種三維地理圖資之建置方法，係另得以形成一具有估價模組之三維地理圖資資料檔(550)，至少包含以下步驟： 步驟a(S310)：以一三維掃描裝置(400)，進行移動式之三維掃描，藉以取得具有一相對座標(X1)之一點雲圖(5121)，並以即時定位取得一絕對座標(X1’)； 步驟b(S320)：該絕對座標(X1’)替換該點雲圖(5121)之該相對座標(X1)，形成一帶有該絕對座標(X1’)之絕對座標點雲圖(5122)； 步驟c(S330)：透過該絕對座標點雲圖(5122)之一座標資訊，再將該絕對座標點雲圖(5122)轉換成一物件資訊後，再轉換為一二維平面模型資訊(5221)，以提升物件資訊之精準度； 步驟d(S340)：再將該二維平面模型資訊(5221)轉換為一三維立體模型資訊(5321)； 步驟f(S360)：該三維立體模型組合圖(53211)結合一圖資平台，形成完整的一三維地理圖資資料檔(550)； 步驟g(S370)：透過該物件資訊結合該三維地理圖資資料檔(550)，形成一估價資料，並將該估價資料匯入一估價模組； 步驟h(S380)：執行估價；以及 步驟i(S390)：該估價模組提供一估價資訊，進以完成該估價模式。

在本發明另一實施例中，該步驟d(S340)之後，更包含以下步驟e(S350)：將該三維立體模型資訊(5321)經由整合轉換為一三維立體模型組合圖(53211)。

其中，執行該步驟h(S380)係以自動估價方式估價，係得以透過估價模組所提供之物件資料單價，輸入欲計算之物件資料，該估價模組則立即進行計算，並提供該估價資訊，進而完成估價，而在本發明另一實施例中，該執行該步驟h(S380)係得以為手動估價方式估價，係得以透過估價模組所提供之物件資料單價，由使用者自行計算，進而完成估價，也就是說，本案亦可藉由彩色點雲圖了解實際尺寸及材料外，更可依據使用者需求，進而設定估價模組，以方便估價的計算。

因此，綜上所述，可透過三維地理圖資之建置方法，在低成本的情況下，能有效且快速的取得完整三維地理圖資，不但地理位置能準確取得不易有誤差外，三維模型資訊結合一圖資平台，使三維圖資資料檔更趨近於現實，並且更能藉由即時性的顯示設備確認是否有準確掃描，同時彩色點雲圖更能清楚使使用者了解實際物件之尺寸及材料，進而更進一步的是用估價模組執行估價功能。

由上述之實施說明可知，本發明與現有技術與產品相較之下，本發明具有以下優點：

1. 本發明之三維地理圖資之建置方法，可以藉由手持式的三維掃描裝置對於物件或是一空間，以一迴路方式進行移動式的掃描，以節省重複掃描所耗費之時間及成本。

2. 本發明之三維地理圖資之建置方法，可以藉由使用絕對座標替換點雲圖之相對座標，以提升物件資訊之精準度。

3. 本發明之三維地理圖資之建置方法，可藉由二維平面模型資訊轉換一三維立體模型資訊，再以結合一圖資平台，形成趨近於現實之完整的一三維地理圖資資料檔。

4. 本發明之三維地理圖資之建置方法，可藉以一估價模組即時性的進行物件資料的尺寸及材料估價計算。

具體而言，本發明係利用手持式的三維掃描裝置對於物件或是一空間，以一迴路方式進行移動式的掃描，並以即時取得絕對座標以取代掃描時點雲圖所取得之相對座標，能更精準地與圖資平台的地理位置匹配，同時間藉由二維平面模型資訊轉換成三維模型資訊，大大的提昇完整的三維圖資資料檔的資訊，同時可藉以彩色點雲圖的呈現，即時透過估價模組進行物件的尺寸或材料等估價計算，大大提升使用者的便利性，並可大幅降低所需高成本的問題。

綜上所述，本發明之三維地理圖資之建置系統及其建置方法，的確能藉由上述所揭露之實施例，達到所預期之使用功效，且本發明亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

惟，上述所揭之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例，非為限定本發明之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本發明之特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之設計範疇。

(S110~S150):步驟一~步驟五 (S121):後處理步驟 (S122):絕對座標點雲圖產出步驟 (S151~S153):步驟5-1~步驟5-3 (S210~S260):步驟A~步驟F (S310~S390):步驟a~步驟i (400):三維掃描裝置 (410):掃描器 (411):同步定位與地理建構模組 (420):行動裝置 (421):全球定位模組 (500):伺服器裝置 (510):三維點雲圖處理模組 (511):三維點雲圖處理單元 (512):三維點雲圖資料庫 (5121):點雲圖 (5122):絕對座標點雲圖 (520):二維平面模型資訊 (521):二維平面處理單元 (522):二維平面資料庫 (5221):二維平面模型資訊 (530):三維立體模型處理模組 (531):三維立體模型處理單元 (5321):三維立體模型資訊 (540):地理資訊處理模組 (541):地理資訊處理單元 (542):地理資訊資料庫 (5421):地理圖資資訊 (550):三維地理圖資資料檔 (710):點 (720):線 (910):零件A (920):零件B (930):零件C (A):使用者 (B):迴路 (X1):相對座標 (X1’):絕對座標

第1圖：本發明三維地理圖資之建置系統第一配置方塊圖。 第2圖：本發明三維地理圖資之建置系統第二配置方塊圖。 第3圖：本發明三維地理圖資之建置流程圖。 第4圖：本發明三維地理圖資之掃描示意圖。 第5A圖：本發明三維地理圖資之相對座標示意圖。 第5B圖：本發明三維地理圖資之絕對座標示意圖。 第6圖：本發明三維地理圖資之絕對座標與相對座標置換示意圖。 第7圖：本發明三維地理圖資之形成絕對座標點雲圖之流程圖。 第8圖：本發明三維地理圖資之絕對座標點雲圖之架構圖。 第9圖：本發明三維地理圖資之絕對座標點雲圖之轉換流程示意圖。 第10圖：本發明形成三維地理圖資資料檔之流程示意圖。 第11圖：本發明三維地理圖資之三維地理圖資資料檔圖檔示意圖。 第12圖：本發明三維地理圖資之另一建置流程示意圖。 第13A圖：本發明三維地理圖資之三維立體模型資訊架構圖。 第13B圖：本發明三維地理圖資之三維立體模型組合圖。 第14圖：本發明三維地理圖資之三維立體模型資訊分解圖。 第15A圖：本發明三維地理圖資之估價模式第一流程圖。 第15B圖：本發明三維地理圖資之估價模式第二流程圖。

(400):三維掃描裝置

(411):同步定位與地理建構模組

(421):全球定位模組

(500):伺服器裝置

(510):三維點雲圖處理模組

(520):二維平面模型資訊

(530):三維立體模型處理模組

(540):地理資訊處理模組

Claims (33)

1. 一種三維地理圖資之建置系統，係至少包含： 一三維掃描裝置(400)，該三維掃描裝置(400)更包含一設有一同步定位與地理構建模組(411)以及一全球定位模組(421)； 一透過無線或有線之方式訊號連接該三維掃描裝置(400)之伺服器裝置(500)，該伺服器裝置(500)更訊號連接一三維點雲圖處理模組(510)、一二維平面處理模組(520)、一三維立體模型處理模組(530)以及一地理資訊處理模組(540)。
2. 如申請專利範圍第1項所述之三維地理圖資之建置系統，該三維掃描裝置(400)進一步更包含一設有該同步定位與地理構建模組(411)之三維掃描器(410)，以及一設有該全球定位模組(421)之行動裝置(420)；並以無線或有線之方式訊號連接該三維掃描裝置(400)之該伺服器裝置(500)。
3. 如申請專利範圍第2項所述之三維地理圖資之建置系統，其中該三維掃描器(410)係為手持式三維掃描裝置。
4. 如申請專利範圍第2或3項所述之三維地理圖資之建置系統，其中該行動裝置(420)係為平板、電腦或手持裝置任一者。
5. 如申請專利範圍第1項所述之三維地理圖資之建置系統，其中該三維掃描裝置(400)之掃描距離係小於80公尺以內。
6. 如申請專利範圍第1項所述之三維地理圖資之建置系統，其中該三維掃描裝置(400)更包含一顯示模組，用以即時顯示掃描情況。
7. 如申請專利範圍第1項所述之三維地理圖資之建置系統，其中該三維點雲圖處理模組(510)進一步更包含一三維點雲圖處理單元(511)以及一與該三維點雲圖處理單元(511)連接之三維點雲圖資料庫(512)。
8. 如申請專利範圍第1項所述之三維地理圖資之建置系統，該二維平面處理模組(520)進一步更包含一二維平面處理單元(521)以及一與該二維平面處理單元(521)連接之二維平面資料庫(522)，且該二維平面資料庫(522)更包含至少一二維平面模型資訊(5221)。
9. 如申請專利範圍第1項所述之三維地理圖資之建置系統，該三維立體模型處理模組(530)進一步更包含一三維立體模型處理單元(531)以及一與該三維立體模型處理單元(531)連接之三維立體模型資料庫(532)，且該三維立體模型資料庫(532)更包含至少一三維立體模型資訊(5321)。
10. 如申請專利範圍第9項所述之三維地理圖資之建置系統，其中該三維立體模型資訊(5321)為複數個，並透過該三維立體模型處理單元(531)組合拼接形成一三維立體模型組合圖(53211)。
11. 如申請專利範圍第1項所述之三維地理圖資之建置系統，該地理資訊處理模組(540)進一步更包含一地理資訊處理單元(541)以及一與該地理資訊處理單元(541)連接之地理資訊資料庫(542)，且該地理資訊資料庫(542)更包含至少一地理圖資資訊(5421)。
12. 一種三維地理圖資之建置方法，至少包含以下步驟： 步驟一(S110)：以一三維掃描裝置(400)，進行移動式之三維掃描，藉以取得具有一相對座標(X1)之一點雲圖(5121)，並以即時定位取得一絕對座標(X1’)； 步驟二(S120)：將該絕對座標(X1’)替換該點雲圖(5121)之該相對座標(X1)，形成一帶有該絕對座標(X1’)之絕對座標點雲圖(5122)，以提升物件資訊之一精準度； 步驟三(S130)：透過一伺服器裝置(500)將該絕對座標點雲圖(5122)之一座標資訊轉換為一二維平面模型資訊(5221)； 步驟四(S140)：再將該二維平面模型資訊(5221)轉換一三維立體模型資訊(5321)；以及 步驟五(S150)：經該三維立體模型資訊(5321)結合一圖資平台，形成完整的一三維地理圖資資料檔(550)。
13. 如申請專利範圍第12項所述之三維地理圖資之建置方法，其中該精準度係小於(＜)5公分(cm)。
14. 如申請專利範圍第12項所述之三維地理圖資之建置方法，其中該三維掃描裝置(400)，係為手持式三維掃描裝置。
15. 如申請專利範圍第14項所述之三維地理圖資之建置方法，其中該三維掃描裝置(400)之物件掃描距離係介於0~80公尺(m)之間。
16. 如申請專利範圍第12項所述之三維地理圖資之建置方法，其中該三維掃描裝置(400)，係於掃描時得以透過一顯示裝置即時顯示掃描情況，並得以確保該物件是否完全掃描成功。
17. 如申請專利範圍第12項所述之三維地理圖資之建置方法，其中該點雲圖(5121)，係為一黑白點雲圖或一彩色點雲圖任一者。
18. 如申請專利範圍第12項所述之三維地理圖資之建置方法，其中該座標資訊係為取代該相對座標(X1)後之該絕對座標(X1’)。
19. 如申請專利範圍第12項所述之三維地理圖資之建置方法，其中該三維掃描裝置(400)係於進行掃描時，以立即將掃描之該物件資訊，傳遞至該伺服器裝置(500)中以進行該物件資訊之整理。
20. 如申請專利範圍第17項所述之三維地理圖資之建置方法，其中該彩色點雲圖，係由一彩色相片及一點線圖所構成。
21. 如申請專利範圍第12或17或20項所述之三維地理圖資之建置方法，其中該伺服器裝置(500)，係將接收之一三維點雲圖處理模組(510)，轉換為一二維平面處理模組(520)，並再將該二維平面處理模組(520)轉換一三維立體模型處理模組(530)，並將該三維立體模型處理模組(530)結合該圖資平台，形成完整的該三維地理圖資資料檔(550)。
22. 如申請專利範圍第21項所述之三維地理圖資之建置方法，其中該三維點雲圖處理模組(510)進一步更包含一三維點雲圖處理單元(511)以及一與該三維點雲圖處理單元(511)連接之三維點雲圖資料庫(512)。
23. 如申請專利範圍第21項所述之三維地理圖資之建置方法，其中該二維平面處理模組(520)進一步更包含一二維平面處理單元(521)以及一與該二維平面處理單元(521)連接之二維平面資料庫(522)，且該二維平面資料庫(522)更包含至少一二維平面模型資訊(5221)。
24. 如申請專利範圍第21項所述之三維地理圖資之建置方法，其中該三維立體模型處理模組(530)進一步更包含一三維立體模型處理單元(531)以及一與該三維立體模型處理單元(531)連接之三維立體模型資料庫(532)，且該三維立體模型資料庫(532)更包含至少一三維立體模型資訊(5321)。
25. 如申請專利範圍第24項所述之三維地理圖資之建置方法，其中該圖資平台更包含一地理資訊處理模組(540)，並整合該地理資訊處理模組(540)與該三維立體模型資訊(5321)，形成該三維地理圖資資料檔(550)。
26. 如申請專利範圍第25項所述之三維地理圖資之建置方法，該地理資訊處理模組(540)至少包含一地理資訊處理單元(541)以及一與該地理資訊處理單元(541)連接之地理資訊資料庫(542)，且該地理資訊資料庫(542)更包含至少一地理圖資資訊(5421)。
27. 一種三維地理圖資之建置方法，係另得以形成一具有一三維立體模型資訊(5321)之三維地理圖資資料檔(550)，至少包含以下步驟： 步驟A(S210)：以一三維掃描裝置(400)，進行移動式之三維掃描，藉以取得具有一相對座標(X1)之一點雲圖(5121)，並以即時定位取得一絕對座標(X1’)； 步驟B(S220)：該絕對座標(X1’)替換該點雲圖(5121)之該相對座標(X1)，形成一帶有該絕對座標(X1’)之絕對座標點雲圖(5122)； 步驟C(S230)：透過該絕對座標點雲圖(5122)之一座標資訊，再透過該絕對座標點雲圖(5122)的複數個點(710)與複數個線(720)轉換成一物件資訊後，即可轉換為一二維平面模型資訊(5221)，以提升物件資訊之精準度； 步驟D(S240)：再將該二維平面模型資訊(5221)轉換複數個該三維立體模型資訊(5321)； 步驟E(S250)：將複數個該三維立體模型資訊(5321)轉換整合為一三維立體模型組合圖(53211)；以及 步驟F(S260)：該三維立體模型組合圖(53211)結合一圖資平台，形成完整的一三維地理圖資資料檔(550)。
28. 如申請專利範圍第27項所述之三維地理圖資之建置方法，其中該三維立體模型資訊(5321)係以立體拼接組合之方式形成該三維地理圖資資料檔(550)。
29. 如申請專利範圍第27或28項所述之三維地理圖資之建置方法，使用者透過該三維地理圖資資料檔(550)得以快速分辨零件之間之拆除順序。
30. 一種三維地理圖資之建置方法，係另得以形成一具有估價模組之三維地理圖資資料檔(550)，至少包含以下步驟： 步驟a(S310)：以一三維掃描裝置(400)，進行移動式之三維掃描，藉以取得具有一相對座標(X1)之一點雲圖(5121)，並以即時定位取得一絕對座標(X1’)； 步驟b(S320)：該絕對座標(X1’)替換該點雲圖(5121)之該相對座標(X1)，形成一帶有該絕對座標(X1’)之絕對座標點雲圖(5122)； 步驟c(S330)：透過該絕對座標點雲圖(5122)之一座標資訊，再將該絕對座標點雲圖(5122)轉換成一物件資訊後，再轉換為一二維平面模型資訊(5221)，以提升物件資訊之精準度； 步驟d(S340)：再將該二維平面模型資訊(5221)轉換為一三維立體模型資訊(5321)； 步驟f(S360)：該三維立體模型組合圖(53211)結合一圖資平台，形成完整的一三維地理圖資資料檔(550)； 步驟g(S370)：透過該物件資訊結合該三維地理圖資資料檔(550)，形成一估價資料，並將該估價資料匯入一估價模組； 步驟h(S380)：執行估價；以及 步驟i(S390)：該估價模組提供一估價資訊，進以完成該估價模式。
31. 如申請專利範圍第30項所述之三維地理圖資之建置方法，其中該步驟d(S340)之後，更包含以下步驟e(S350)：將該三維立體模型資訊(5321)經由整合轉換為一三維立體模型組合圖(53211)。
32. 如申請專利範圍第30或31項所述之三維地理圖資之建置方法，其中，執行該步驟h(S380)係以自動估價方式估價，係得以透過估價模組所提供之物件資料單價，輸入欲計算之物件資料，該估價模組則立即進行計算，並提供該估價資訊，進而完成估價。
33. 如申請專利範圍第30或31項所述之三維地理圖資之建置方法，其中，執行該步驟h(S380)係以手動估價方式估價，係得以透過估價模組所提供之物件資料單價，由使用者自行計算，進而完成估價。

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