【技術實現步驟摘要】
本申請涉及傾斜模型單體化重建領域，尤其涉及一種實景三維建筑模型漸進式多層次細節單體化重建方法。
技術介紹
1、實景三維模型是指利用攝影測量、遙感、三維激光掃描、無人機測繪等現代測繪技術手段獲取、生成的表達真實世界的三維模型。其中傾斜攝影模型是目前最為常見的實景三維模型，在城市級實景三維建設中扮演重要角色。然而傾斜攝影模型通常為連續的三角網結構（三角網是由一系列連續三角形構成的網狀的平面控制圖形），模型數據量大、數據更新困難、缺乏場景對象語義信息，無法對建筑物等地理實體進行對象化管理，限制了實景三維應用的進一步發展。
2、針對實景三維模型中建筑物單體化的問題，相關研究人員提出了基于矢量輪廓的切割單體化、三維渲染過程中疊加矢量數據的動態單體化技術，但此技術僅僅只是在原始傾斜模型的基礎上進行單體化處理，未對傾斜模型復雜的三角網和離散的紋理進行輕量化重建，無法從根本上解決傾斜模型數據量大、表面凹凸不平、存在孔洞和懸浮物、三維空間分析應用困難等先天的局限性。
3、目前對于實景三維建筑模型的單體化重建，特別是優于lod1.3、lod2.0級建筑單體化建模主要以手工建模和半自動化為主，此技術方案重建效率低、成本高、易產生幾何結構錯誤，難以滿足大范圍實景三維應用的要求。
4、此外，不同的實景三維應用在建筑模型單體化重建精度要求、模型渲染的最大承載量方面不盡相同，往往需要生產lod1.0、lod1.3、lod2.0等多層次細節的模型數據。目前在進行實景三維建筑模型多層級lod建模時，普遍采用分開獨立構建或從高層
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于：為了解決現有的實景三維模型建筑單體化建模工藝存在手工單體化建模成本高、模型幾何結構正確性難保證以及多層級lod模型構建效率低等問題，提供一種實景三維建筑模型漸進式多層次細節單體化重建方法。
2、本申請的上述目的是通過以下技術方案得以實現的：
3、s1：根據建筑的實景三維模型，結合基于randla-net和pointnet++相結合的深度學習模型，得到分類后點云數據；
4、s2：對點云數據進行網格劃分，得到各個點云塊；
5、使用僅保留地面分類的點云塊，逐網格生成表達地形特征的dem數據；
6、使用保留建筑分類和地面分類的點云塊，逐網格生成表達建筑高度特征的dsm柵格數據；
7、本行情
8、s3：根據像元高度值，將dsm柵格數據渲染成柵格化的立體模型并進行水平逐級切割，得到建筑多層輪廓面數據；對建筑多層輪廓面數據進行建筑輪廓面規則化處理，輸出規則化處理后的建筑輪廓面；
9、s4：對建筑輪廓面進行空間合并運算，得到lod0級矢量要素模型；
10、s5：在lod0級矢量要素模型基礎上，結合dsm柵格數據和dem數據，確定建筑的屋頂高度值和底部高度值；
11、s6：基于lod0級矢量要素模型的建筑輪廓面、屋頂高度值和底部高度值，進行模型網格體的生成，得到第二個層次細節的lod1.0級建筑白模；
12、s7：根據建筑多層輪廓面數據以及lod1.0級建筑白模，得到lod1.3體塊白模；
13、s8：對lod1.3體塊白模映射通用紋理，得到lod1.3級建筑體塊模型；
14、s9：對dsm柵格數據進行網格劃分以及平面擬合處理，確定屋頂頂蓋結構；根據屋頂頂蓋結構以及lod1.3體塊白模，生成lod2.0級建筑白模；
15、s10：通過lod2.0級建筑白模，得到每一棟建筑的第一墻面貼圖和第一屋頂貼圖；
16、s11：對lod2.0級建筑白模映射第一屋頂貼圖和第一墻面貼圖，生成lod2.0級建筑標準模型，完成實景三維模型的漸進式多層次細節單體化重建。
17、本申請通過采用上述技術方案，區別于其他現有的一次重建只能進行一種精細度層級的模型輸出的技術，本專利技術通過多層級建筑單體化重建模式的創新，實現了基于原始傾斜模型的一次單體化重建，漸進式輸出lod0、lod1.0、lod1.3、lod2.0多層次細節的建筑單體模型，高層級模型構建可充分利用低層級模型的重建成果，節省單體化建模時間，減少建模成本。
18、本申請通過采用上述技術方案，現有的技術基于實景三維模型的重建一般直接基于傾斜模型mesh三角網進行切割重構，計算量巨大，且無法解決因mesh三角網空洞、懸浮物導致的重建結果幾何結構異常。本專利技術采用先基于傾斜模型生成彩色點云，利用深度學習技術進行點云分類，然后利用只保留地面點和建筑點的點云生成dsm柵格數據再進行建筑重構，極大的提高了模型重建效率和針對異常傾斜數據重建的魯棒性，對異常mesh數據的適應性更強。
19、步驟s1包括：
20、獲取實景三維模型；
21、對實景三維模型進行間隔采樣，生成三維彩色點云；
22、采用基于randla-net和pointnet++相結合的深度學習模型對三維彩色點云進行點云語義分割，獲得分類后的點云數據；點云語義分割包括：建筑分割、地面分割以及植被分割。
23、本申請通過采用上述技術方案，采用randla-net作為點云語義分割主框架并融合pointnet++的點云采樣算法以保證點云分類的效率、精度和對點云不同密度區域的適應性。
24、步驟s2包括：
25、根據預設大小尺寸，對點云數據進行網格劃分，網格之間設置預設距離的重疊區域。
26、本申請通過采用上述技術方案，對點云數據進行網格劃分，以避免因點云的數據量過大導致內存溢出的問題，降低對計算機硬件環境的要求。多網格的劃分同時可進行并行計算，從而進一步提高后期建筑重建的效率。另外為解決網格邊界接邊區域建筑被分割，導致半個建筑出現的問題，在網格之間保持10米的重疊區域。
27、步驟s3包括：
28、所述對建筑多層輪廓面數據進行建筑輪廓面規則化處理，輸出規則化處理后的建筑輪廓面的步驟包括：
29、s31：通過建筑多層輪廓面數據，構建建筑多邊形；
30、通過建筑多邊形，確定建筑主方向，具體步驟包括：對建筑多邊形的每條邊進行統計加權，得到候選方向；計算建筑的各條邊相對于候選方向的角度偏差值和長度比例系數；根據角度偏差值和長度比例系數，確定貢獻值；將貢獻值最大的候選方向確定為建筑主方向；
31、s32：通過特征邊篩選條件，對建筑多邊形的特征邊進行篩選和分組，具體包括：
32、設置邊長閾值判定系數和，；
33、特征邊篩選條件包括：特征邊的邊長大于、特征邊的與建筑主方向垂直或平行且邊長大于、或存在與特征邊垂直的鄰邊且邊長大于；
34、s33：對建筑多邊形的邊界進行直角化處理，具體步驟包括：對建筑多邊形兩個相鄰的邊，依次以建筑主方向為基準，進本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種實景三維建筑模型漸進式多層次細節單體化重建方法，其特征在于，方法包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種實景三維建筑模型漸進式多層次細節單體化重建方法，其特征在于，步驟S1包括：
3.如權利要求1所述的一種實景三維建筑模型漸進式多層次細節單體化重建方法，其特征在于，步驟S2包括：
4.如權利要求1所述的一種實景三維建筑模型漸進式多層次細節單體化重建方法，其特征在于，步驟S3包括：
5.如權利要求1所述的一種實景三維建筑模型漸進式多層次細節單體化重建方法，其特征在于，步驟S5包括：
6.如權利要求1所述的一種實景三維建筑模型漸進式多層次細節單體化重建方法，其特征在于，步驟S7包括：
7.如權利要求1所述的一種實景三維建筑模型漸進式多層次細節單體化重建方法，其特征在于，步驟S8包括：
8.如權利要求1所述的一種實景三維建筑模型漸進式多層次細節單體化重建方法，其特征在于，步驟S9包括：
9.如權利要求1所述的一種實景三維建筑模型漸進式多層次細節單體化重建方法，其特征在于，步驟S10
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質存儲有指令，當所述指令被計算機執行時，執行如權利要求1-9任意一項所述的方法。
...【技術特征摘要】
1.一種實景三維建筑模型漸進式多層次細節單體化重建方法，其特征在于，方法包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種實景三維建筑模型漸進式多層次細節單體化重建方法，其特征在于，步驟s1包括：
3.如權利要求1所述的一種實景三維建筑模型漸進式多層次細節單體化重建方法，其特征在于，步驟s2包括：
4.如權利要求1所述的一種實景三維建筑模型漸進式多層次細節單體化重建方法，其特征在于，步驟s3包括：
5.如權利要求1所述的一種實景三維建筑模型漸進式多層次細節單體化重建方法，其特征在于，步驟s5包括：
6.如權利要求1所述的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：秦自成，楊健，程方，關雨，付智能，詹兆才，雷樹賢，王孟奇，鄧玉鋒，何洋洋，
申請(專利權)人：吉奧時空信息技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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