【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及城市模型渲染，具體地，涉及一種基于數(shù)字孿生的城市模型渲染系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、城市模型渲染是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)將城市建筑、道路、植被等元素以視覺化的方式呈現(xiàn)在屏幕上或其他媒介中，幫助設(shè)計(jì)師、規(guī)劃師以及決策者更好地理解城市空間結(jié)構(gòu)、建筑形態(tài)和城市環(huán)境。隨著城市化進(jìn)程的加速，城市模型渲染在城市設(shè)計(jì)、交通規(guī)劃、環(huán)境模擬等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。
2、然而，傳統(tǒng)的城市模型渲染系統(tǒng)主要依賴手工建模數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通常由專業(yè)設(shè)計(jì)師或工程師通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件手動(dòng)創(chuàng)建。手工建模需要大量人力和時(shí)間投入，特別是在建模復(fù)雜的城市場(chǎng)景時(shí)，耗時(shí)更為顯著。并且，手工建模容易受到人為因素的影響，設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和技能會(huì)直接影響模型的質(zhì)量，難以保證每個(gè)細(xì)節(jié)都準(zhǔn)確無誤。此外，在大規(guī)模城市模型中，需要多個(gè)設(shè)計(jì)人員共同參與城市模型中不同部分的建模，不同部分的一致性往往難以保證，可能會(huì)導(dǎo)致整體城市模型的不連貫性和不可靠性。
3、因此，期望一種基于數(shù)字孿生的城市模型渲染系統(tǒng)以解決上述問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、提供該
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
部分以便以簡(jiǎn)要的形式介紹構(gòu)思，這些構(gòu)思將在后面的具體實(shí)施方式部分被詳細(xì)描述。該
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
部分并不旨在標(biāo)識(shí)要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保護(hù)的技術(shù)方案的范圍。
2、第一方面，本公開提供了一種基于數(shù)字孿生的城市模型渲染系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
3、城市建筑激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集模塊，用于通過激光掃描儀采集城市
4、城市建筑手工建模數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取由用戶輸入的所述城市建筑的手工建模數(shù)據(jù)；
5、城市建筑局部立體特征提取模塊，用于將所述城市建筑的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)和所述城市建筑的手工建模數(shù)據(jù)輸入包含第一三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和第二三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的城市建筑局部立體特征孿生檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，以得到城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征圖和城市建筑手工建模局部關(guān)聯(lián)特征圖；其中，所述第一三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和第二三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有相同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；
6、城市建筑多模態(tài)特征篩選融合模塊，用于對(duì)所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征圖和所述城市建筑手工建模局部關(guān)聯(lián)特征圖進(jìn)行基于門控篩選的特征對(duì)齊處理后再進(jìn)行融合，以得到城市建筑多模態(tài)建模表示特征圖；
7、城市建筑渲染模塊，用于將所述城市建筑多模態(tài)建模表示特征圖輸入基于對(duì)抗生成網(wǎng)絡(luò)的城市建筑渲染器，以得到城市建筑優(yōu)化渲染圖；
8、城市建筑渲染圖顯示模塊，用于通過數(shù)字孿生模塊顯示所述城市建筑優(yōu)化渲染圖。
9、可選地，所述城市建筑多模態(tài)特征篩選融合模塊，包括：城市建筑局部關(guān)聯(lián)自適應(yīng)對(duì)齊單元，用于將所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征圖和所述城市建筑手工建模局部關(guān)聯(lián)特征圖輸入基于門控篩選自適應(yīng)注意力網(wǎng)絡(luò)的特征對(duì)齊模塊，以得到城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)自適應(yīng)對(duì)齊特征圖和城市建筑手工建模局部關(guān)聯(lián)自適應(yīng)對(duì)齊特征圖；城市建筑多模態(tài)建模特征融合單元，用于融合所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)自適應(yīng)對(duì)齊特征圖和所述城市建筑手工建模局部關(guān)聯(lián)自適應(yīng)對(duì)齊特征圖，以得到所述城市建筑多模態(tài)建模表示特征圖。
10、可選地，所述城市建筑局部關(guān)聯(lián)自適應(yīng)對(duì)齊單元，包括：?池化處理子單元，用于對(duì)所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征圖進(jìn)行基于最大值的全局池化處理、基于隨機(jī)值的全局池化處理和基于平均值的全局池化處理，以得到城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征全局最大值池化特征向量、城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征全局隨機(jī)值池化特征向量和城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征全局均值池化特征向量；按位置加權(quán)計(jì)算子單元，用于計(jì)算所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征全局最大值池化特征向量、所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征全局均值池化特征向量和所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征全局隨機(jī)值池化特征向量之間的按位置加權(quán)和，以得到城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征多尺度池化表示向量；特征激活子單元，用于對(duì)所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征多尺度池化表示向量進(jìn)行基于全連接層的逐通道語義特征交互和特征激活，以得到城市建筑激光點(diǎn)云局部全連接關(guān)聯(lián)特征向量；歸一化子單元，用于將所述城市建筑激光點(diǎn)云局部全連接關(guān)聯(lián)特征向量輸入門控單元中，以對(duì)所述城市建筑激光點(diǎn)云局部全連接關(guān)聯(lián)特征向量中的各個(gè)位置特征值進(jìn)行掩碼化處理后再進(jìn)行歸一化操作，以得到歸一化城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征權(quán)重向量；加權(quán)優(yōu)化子單元，用于以所述歸一化城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征權(quán)重向量中各個(gè)位置的特征值作為加權(quán)系數(shù)，對(duì)所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征圖中沿通道維度的各個(gè)特征矩陣進(jìn)行加權(quán)優(yōu)化，以得到所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)自適應(yīng)對(duì)齊特征圖。
11、可選地，所述按位置加權(quán)計(jì)算子單元，包括：?最大值池化特征向量計(jì)算二級(jí)子單元，用于計(jì)算所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征全局最大值池化特征向量與第一預(yù)設(shè)可訓(xùn)練權(quán)重值之間的按位置乘積，以得到權(quán)重調(diào)制后城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征全局最大值池化特征向量；全局均值池化特征向量計(jì)算二級(jí)子單元，用于計(jì)算所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征全局均值池化特征向量與第二預(yù)設(shè)可訓(xùn)練權(quán)重值之間的按位置乘積，以得到權(quán)重調(diào)制后城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征全局均值池化特征向量；全局隨機(jī)值池化特征向量計(jì)算二級(jí)子單元，用于計(jì)算所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征全局隨機(jī)值池化特征向量與第三預(yù)設(shè)可訓(xùn)練權(quán)重值之間的按位置乘積，以得到權(quán)重調(diào)制后城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征全局隨機(jī)值池化特征向量；多尺度池化表示向量計(jì)算二級(jí)子單元，用于將所述權(quán)重調(diào)制后城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征全局最大值池化特征向量、所述權(quán)重調(diào)制后城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征全局均值池化特征向量和所述權(quán)重調(diào)制后城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征全局隨機(jī)值池化特征向量進(jìn)行按位置相加，以得到所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征多尺度池化表示向量。
12、可選地，所述特征激活子單元，包括：向量相加計(jì)算二級(jí)子單元，用于計(jì)算所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征多尺度池化表示向量和權(quán)重矩陣的矩陣乘法后再與偏置向量進(jìn)行向量相加，以得到偏置調(diào)整城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征多尺度池化表示向量；激活處理二級(jí)子單元，用于將所述偏置調(diào)整城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征多尺度池化表示向量通過激活函數(shù)進(jìn)行激活處理，以得到所述城市建筑激光點(diǎn)云局部全連接關(guān)聯(lián)特征向量。
13、可選地，所述歸一化子單元，包括：?掩碼化處理二級(jí)子單元，用于基于門控機(jī)制對(duì)所述城市建筑激光點(diǎn)云局部全連接關(guān)聯(lián)特征向量中的各個(gè)位置特征值進(jìn)行掩碼化處理，以得到掩碼化城市建筑激光點(diǎn)云局部全連接關(guān)聯(lián)特征向量；歸一化處理二級(jí)子單元，用于將所述掩碼化城市建筑激光點(diǎn)云局部全連接關(guān)聯(lián)特征向量中的各個(gè)位置特征值進(jìn)行歸一化處理，以得到所述歸一化城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征權(quán)重向量。
14、可選地，所述掩碼化處理二級(jí)子單元，用于：?響應(yīng)于所述城市建筑激光點(diǎn)云局部全連接關(guān)聯(lián)特征向量中的各個(gè)位置特征值大于或等于預(yù)定閾值，將所述城市建筑激光點(diǎn)云局部全連接關(guān)聯(lián)特征向量中的各個(gè)位置特征本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于數(shù)字孿生的城市模型渲染系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字孿生的城市模型渲染系統(tǒng)，其特征在于，所述城市建筑多模態(tài)特征篩選融合模塊，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于數(shù)字孿生的城市模型渲染系統(tǒng)，其特征在于，所述城市建筑局部關(guān)聯(lián)自適應(yīng)對(duì)齊單元，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于數(shù)字孿生的城市模型渲染系統(tǒng)，其特征在于，所述按位置加權(quán)計(jì)算子單元，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于數(shù)字孿生的城市模型渲染系統(tǒng)，其特征在于，所述特征激活子單元，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于數(shù)字孿生的城市模型渲染系統(tǒng)，其特征在于，所述歸一化子單元，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于數(shù)字孿生的城市模型渲染系統(tǒng)，其特征在于，所述掩碼化處理二級(jí)子單元，用于：
8.一種基于數(shù)字孿生的城市模型渲染方法，其特征在于，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于數(shù)字孿生的城市模型渲染方法，其特征在于，對(duì)所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征圖和所述城市建筑手工建模局部關(guān)聯(lián)特征圖進(jìn)行基于門控篩選的特
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于數(shù)字孿生的城市模型渲染方法，其特征在于，將所述城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)特征圖和所述城市建筑手工建模局部關(guān)聯(lián)特征圖輸入基于門控篩選自適應(yīng)注意力網(wǎng)絡(luò)的特征對(duì)齊模塊，以得到城市建筑激光點(diǎn)云局部關(guān)聯(lián)自適應(yīng)對(duì)齊特征圖和城市建筑手工建模局部關(guān)聯(lián)自適應(yīng)對(duì)齊特征圖，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于數(shù)字孿生的城市模型渲染系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字孿生的城市模型渲染系統(tǒng)，其特征在于，所述城市建筑多模態(tài)特征篩選融合模塊，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于數(shù)字孿生的城市模型渲染系統(tǒng)，其特征在于，所述城市建筑局部關(guān)聯(lián)自適應(yīng)對(duì)齊單元，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于數(shù)字孿生的城市模型渲染系統(tǒng)，其特征在于，所述按位置加權(quán)計(jì)算子單元，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于數(shù)字孿生的城市模型渲染系統(tǒng)，其特征在于，所述特征激活子單元，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于數(shù)字孿生的城市模型渲染系統(tǒng)，其特征在于，所述歸一化子單元，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于數(shù)字...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：賈友，胡俊勇，李俊，呂國梁，王蕊，王國釗，張峰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：陜西天潤(rùn)科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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