【技術實現步驟摘要】
本申請涉及數字城市，尤其是涉及一種基于數字城市的實景三維模型構建方法、系統及設備。
技術介紹
1、隨著信息技術的不斷進步，數字城市作為城市規劃、管理和服務的現代化手段，已經在全球范圍內得到廣泛應用。現有的數字城市技術大多基于二維地圖數據構建，雖然在一定程度上滿足了城市信息的可視化需求，但隨著城市化進程的加快和城市管理需求的日益復雜化，二維地圖數據的局限性逐漸顯現：即無法提供立體直觀的空間信息，限制了城市規劃和管理的深度和精度，且二維的地圖數據由于存在數據維度限制，無法充分表達城市空間的復雜性，特別是在高層建筑、復雜地形等場景。
2、基于此，如何提供高效精準的城市的實景三維數據具有實際的應用價值和意義。
技術實現思路
1、為了提供高效精準的城市的實景三維數據，提供立體直觀的空間信息，本申請提供一種基于數字城市的實景三維模型構建方法、系統及設備。
2、第一方面，本申請的專利技術目的采用如下技術方案實現：
3、基于數字城市的實景三維模型構建方法，包括：
4、獲取城市的多源傳感數據并進行數據預處理，所述多源傳感數據包括城市影像數據、點云數據和gis數據；將預處理的不同格式的多源傳感數據轉換為預設標準格式并執行多源傳感數據配準和融合，得到融合多源數據；
5、對所述融合多源數據進行數據優化，根據優化的融合多源數據和預設的三維空間分析工具構建城市級三維實景模型；所述預設的三維空間分析工具提供空間分析和三維空間可視化功能。
6
7、依據所述城市影像數據、點云數據和gis數據進行地形建模、建筑物建模、紋理映射、道路和植被建模操作，得到對應的城市初始模型和模型整合元素；對所述城市初始模型進行模型優化，并基于全部的對應的模型整合元素進行模型整合，得到所述城市級三維實景模型。
8、通過采用上述技術方案，為提供高效精準的城市的實景三維數據，提供立體直觀的空間信息，本申請在實景三維數據生成和實景三維數據分析上進行優化和高效處理；具體地，在實景三維數據生成階段：本申請通過城市中預設的傳感器設備（如激光雷達、全景相機、無人機等）采集提取不同類型的傳感器原始數據，即得到城市的多源傳感數據，在實際應用時，可通過航空攝影測量或衛星遙感獲取城市影像數據、lidar掃描技術獲取點云數據，并收集地理信息系統(gis)數據獲取目標城市的gis數據；本專利技術通過對多源傳感數據進行數據預處理（包含數據清洗），如城市影像數據進行影像匹配和空中三角測量、對點云數據進行濾波和分類，對gis數據進行清理和結構化等預處理操作，以得到精確度較高的多源傳感數據；接著為便于實景三維數據后續在智能化終端或平臺中進行可視化三維空間展示，并提高數據的一致性和互操作性，將不同數據格式的原始的多源傳感數據統一進行數據轉換（其中預設標準格式為指定的三維模型展示終端的平臺標準格式），以得到標準格式的多源傳感數據，接著對轉換格式后的數字城市的多源傳感數據進行數據配準和融合，數據配準和融合過程包括影像數據與點云數據的精確融合，然后對得到的融合多源數據執行數據優化，如網格簡化、紋理壓縮等，以使得實景三維數據在視覺質量和存儲效率之間取得平衡。
9、在空間數據分析階段：本申請通過三維空間分析工具，為城市級三維模型提供了豐富的空間分析和可視化功能，空間分析包括距離測量、面積計算、體積估算等，在實際應用時，結合可視化工具既能夠為用戶提供流暢的三維交互體驗，通過地形建模、建筑物建模、紋理映射、道路和植被建模操作，提供了高效精確的三維空間模型的實景三維數據，從而本申請實現了提供高效精準的城市的實景三維數據，提供立體直觀的空間信息的目的。
10、本申請在一較佳示例中：方法還包括構建部件級三維實景模型；
11、所述部件級三維實景模型的構建步驟包括：
12、基于確定的目標部件的構建參數需求和構建精度，獲取對應的點云數據并進行點云數據處理，并重建表面網格；
13、利用細節建模軟件為目標部件進行細節建模、添加紋理和設置材質效果，所述細節建模包括為目標部件添加精細結構和/或建模小型部件，得到部件級三維實景模型；
14、依據所述構建參數需求和構建精度對所述部件級三維實景模型進行細節和性能的平衡優化，并創建多精度版本的部件級三維實景模型。
15、通過采用上述技術方案，部件級三維實景模型是基于城市部件的（如門窗、橋梁、路燈、道路障礙物等）構建的高精度三維模型，能夠反映部件的詳細尺寸結構和外觀特征；其中構件參數需求為模型分辨率、模型材質要求等參數，構件精度則表征模型在幾何形狀、紋理和材質等方面的精細程度，決定了模型的逼真度和適用范圍；電源數據是通過激光掃描等手段獲取的三維坐標點集合，點云數據處理包括去噪、濾波、配準等操作，以提高數據質量和后續三維建模的準確性；表面網格是將預處理后的電源數據轉換為連續的表面網格，以形成初步的三維模型；其中細節建模軟件包括cad軟件或3d建模軟件，細節建模軟件是用于對初步的三維模型進行精細化建模的軟件工具（如3ds?max、blender、maya等）；具體地，細節建模是在初步模型的基礎上，添加更精細的結構和小型部件，紋理和材質效果是為模型添加真實的紋理貼圖和材質設置，使其在視覺上更加逼真，平衡優化是在保持模型細節的同時，優化模型的性能，確保部件級三維模型在不同應用場景中或不同帶寬環境下的智能終端能夠高效實用，同時本專利技術通過創建不同精度級別的模型版本，以適應不同的應用需求和計算資源，有利于提高模型的適用性，增強場景適用性能。
16、本申請在一較佳示例中：所述三維空間分析工具包括可視域分析算法，所述方法包括：
17、對獲取的三維場景數據進行數據預處理，并構建八叉樹空間索引結構；
18、基于構建的八叉樹空間索引結構，從預設的觀察點出發，沿著多個不同的方向投射射線，獲得射線投射路徑；所述射線用于模擬視線傳播；
19、基于所述射線投射路徑，遍歷八叉樹的樹節點，判斷并獲取射線與所述三維場景數據的場景中物體的交點，得到從所述預設的觀察點出發的可視區域；
20、和/或，
21、所述可視域分析算法引入多線程并行計算算法和gpu加速算法，所述多線程并行計算算法根據八叉樹的層次結構并行處理射線與節點的交互，所述gpu加速算法并行執行射線投射與交點的計算任務。
22、通過采用上述技術方案，八叉樹空間索引結構是一種用于高效管理和查詢三維空間數據的數據結構，通過遞歸地將空間劃分為八個子空間，直至達到預設的粒度級別，有助于快速定位和檢索特定區域內的數據；可視域分析算法是用于計算給定觀察點能夠直接看到的區域的算法；多線程并行計算算法通過在多個處理器核心上同時執行多個線程，以加快計算速度；gpu加速算法利用圖形處理單元（gpu）的強大并行計算能力，加速特定類型的數據處理任務，以提高大數據量的圖形和圖像處理效率；具體地，本專利技術通過構建八本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于數字城市的實景三維模型構建方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于數字城市的實景三維模型構建方法，其特征在于，方法還包括構建部件級三維實景模型；
3.根據權利要求1所述的基于數字城市的實景三維模型構建方法，其特征在于，所述三維空間分析工具包括可視域分析算法，所述方法包括：
4.根據權利要求1所述的基于數字城市的實景三維模型構建方法，其特征在于，所述三維空間分析工具包括空間路徑規劃算法，所述方法包括：
5.根據權利要求4所述的基于數字城市的實景三維模型構建方法，其特征在于，所述方法還包括：
6.根據權利要求1所述的基于數字城市的實景三維模型構建方法，其特征在于，所述三維空間分析工具包括地形剖面分析算法，
7.根據權利要求2所述的基于數字城市的實景三維模型構建方法，其特征在于，所述方法還包括：
8.基于數字城市的實景三維模型構建系統，其特征在于，用于執行如權利要求1-7任一項所述的基于數字城市的實景三維模型構建方法，所述系統包括：
9.一種計算機設備，包括存儲器、處理
10.一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1至7任一項所述基于數字城市的實景三維模型構建方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.基于數字城市的實景三維模型構建方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于數字城市的實景三維模型構建方法，其特征在于，方法還包括構建部件級三維實景模型；
3.根據權利要求1所述的基于數字城市的實景三維模型構建方法，其特征在于，所述三維空間分析工具包括可視域分析算法，所述方法包括：
4.根據權利要求1所述的基于數字城市的實景三維模型構建方法，其特征在于，所述三維空間分析工具包括空間路徑規劃算法，所述方法包括：
5.根據權利要求4所述的基于數字城市的實景三維模型構建方法，其特征在于，所述方法還包括：
6.根據權利要求1所述的基于數字城市的實景三維模型構建方法，其特征在于，所述三維空間分析工具包括地形剖面分...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳志軍，張真，賴春曉，方希明，黃益，江昊暉，劉智業，李澤揚，
申請(專利權)人：廣東省測繪技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。