專利名稱：一種基于Microstation v8i的城市快速建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維模型快速建模方法，尤其是涉及一種基于Microstation V8i 的城市快速建模方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的不斷發(fā)展和社會的不斷進步，二維的平面地圖已經(jīng)逐漸不能滿足需 求，近而數(shù)字城市三維建模技術(shù)出現(xiàn)并越來越受到人們的歡迎，成為當(dāng)前一個熱門。而 隨著Bentley公司的不斷壯大發(fā)展，涉及的領(lǐng)域越來越廣泛。該公司相應(yīng)發(fā)布的軟件也 在不斷地升級，功能也越來越強大。但是，在Microstation V8及以前版本的軟件中均 不提供數(shù)據(jù)三維建模的功能，無法實現(xiàn)城市建模，而MicrostationVSi版本開始出現(xiàn)了數(shù) 據(jù)三維建模的工具和函數(shù)，使得在Microstation系統(tǒng)中進行三維建模成為可能，但僅靠 MicrostationvSi系統(tǒng)本身的工具進行數(shù)據(jù)三維建模時，只能用于個別單個建筑物模型的構(gòu) 建，且需要采集到的模型信息多，若用到城市大規(guī)模的三維建模，則存在周期長、效率 低等缺陷和不足，不符合實際生產(chǎn)的實際需求。因此，目前MicrostationvSi系統(tǒng)本身的 建模工具尚不太適用于大批量的快速城市三維建模的工作，使得Microstationv 8i系統(tǒng)在 三維建模方面的應(yīng)用受到了一定程度的限制，如何在MicrostationvSi系統(tǒng)下快速大批量地 對城市建筑物進行幾何三維建模，尤其是實現(xiàn)非平頂房屋的幾何三維建模成為了迫切需 要解決的難點問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于 MicrostationvSi的城市快速建模方法，其設(shè)計合理、硬件設(shè)備簡單且使用操作簡便、建模 快速、所建立城市模型準(zhǔn)確，能有效現(xiàn)有城市三維幾何模型建模方法所存在的采集數(shù)據(jù) 量大、勞動強度大、效率低、周期長等多種缺陷和不足。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種基于Microstation v8i的 城市快速建模方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟一、采用航空攝影測量系統(tǒng)且按照常規(guī)航空攝影測量方法對被測區(qū)域進行 航空測量，并通過數(shù)據(jù)線將所攝取的航攝像片同步傳送至處理器；步驟二、所述處理器在Microstation ν 8i軟件環(huán)境下對航攝像片進行分析處理， 并相應(yīng)建立被測區(qū)域的三維幾何模型，所述處理器的分析處理過程如下201、建立航空攝影測量立體模型所述處理器調(diào)用與其相接的立體測圖儀對所 述航攝像片進行處理，并相應(yīng)建立被測區(qū)域的航空攝影測量立體模型；所述立體測圖儀 將所建立的被測區(qū)域的航空攝影測量立體模型，同步傳送至處理器；202、地物分類及標(biāo)記通過處理器將被測區(qū)域的航空攝影測量立體模型中的 所有地物對應(yīng)分為房屋、散樹和其它三大類，并采用不同標(biāo)記符號對三類地物分別進行 標(biāo)記；其中，房屋類地物中包括布設(shè)在被測區(qū)域內(nèi)的所有房屋，散樹類地物中包括獨立分散布設(shè)在被測區(qū)域內(nèi)的所有樹木，其它類地物中包括除房屋和草木之外的其它所有地 物；203、所述處理器結(jié)合地面控制點的實測坐標(biāo)數(shù)據(jù)對所述航空攝影測量立體模型 中的三類地物分別進行處理其中，對房屋類地物進行處理時，所有房屋的處理過程均 相同；對于房屋類地物中的任一個房屋來說，其處理過程包括以下步驟20311、矢量數(shù)據(jù)采集處理器調(diào)用數(shù)據(jù)采集模塊且按照常規(guī)像片量測方法并結(jié) 合地面控制點的實測坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在航空攝影測量立體模型上對被處理房屋房頂上的屋頂 頂點和/或關(guān)鍵線的矢量數(shù)據(jù)分別進行采集，并將所采集數(shù)據(jù)同步存儲至與處理器相接 的存儲單元內(nèi)；所述關(guān)鍵線為檐邊線、房邊線和房脊線，所述屋頂頂點為所述檐邊線、 房邊線和房脊線的頂點且其數(shù)量為N ；20312、屋面構(gòu)建處理器調(diào)用空間解析幾何處理模塊，且按照空間解析幾何處 理方法對步驟20311中所采集被處理房屋房頂上的屋頂頂點和關(guān)鍵線的矢量數(shù)據(jù)進行分 析處理，并相應(yīng)構(gòu)建出組成被處理房屋房頂?shù)乃形菝?，同時將所構(gòu)建出的屋面同步存 儲至存儲單元內(nèi)；所述屋面的數(shù)量為一個或多個；20313、房頂模型建立處理器調(diào)用三維圖形組拼模塊對步驟20312中所構(gòu)建的 所有屋面進行組拼，并相應(yīng)獲得被處理房屋的房頂模型，同時將所構(gòu)建出的房頂模型同 步存儲至存儲單元內(nèi)；20314、房體模型建立首先，處理器結(jié)合地面控制點的實測坐標(biāo)數(shù)據(jù)，計算 得出被處理房屋所在位置的地面點高程值；再結(jié)合步驟20311中所采集并記錄的被處理 房屋房頂上N個屋頂頂點的矢量數(shù)據(jù)，確定被處理房屋房底所有房底頂點的三維坐標(biāo)數(shù) 據(jù)，所述房底頂點為被處理房屋中多條房底邊的頂點，所述房底頂點的數(shù)量與屋頂頂點 的數(shù)量相同且均為N，N個房底頂點分別與N個房底頂點一一對應(yīng)且N個房底頂點對應(yīng) 分別布設(shè)在N個房底頂點的正下方，每一個房底頂點與位于該房底頂點正上方的房頂頂 點之間所連直線為一條房體邊線且所述房體邊線的數(shù)量為N條；之后，處理器調(diào)用空間 解析幾何處理模塊，且按照空間解析幾何處理方法，對被處理房屋所有房底頂點的三維 坐標(biāo)數(shù)據(jù)和所有屋頂頂點的矢量數(shù)據(jù)進行分析處理，并結(jié)合N條房體邊線相應(yīng)構(gòu)建出組 成被處理房屋房體的所有房體面；隨后，處理器調(diào)用三維圖形組拼模塊對步驟2032中所 構(gòu)建的所有房體面進行組拼，并相應(yīng)獲得被處理房屋的房體模型，同時將所構(gòu)建出的房 體模型同步存儲至存儲單元內(nèi)；20315、房屋模型建立處理器對步驟20313中所建立的房頂模型和步驟20314 中所建立的房體模型進行合成，并獲得被處理房屋的三維幾何模型；對散樹類地物進行處理之前，處理器先調(diào)用繪圖模塊制作一個高度為Iitl且用于 表示散樹模型的樹狀符號，并將所制作的樹狀符號存入存儲單元內(nèi)所建立的樹狀符號庫 中；且對散樹類地物進行處理時，所有樹木的處理過程均相同；對于散樹類地物中的任 一顆樹木來說，其處理過程如下20321、矢量數(shù)據(jù)采集處理器調(diào)用數(shù)據(jù)采集模塊且按照常規(guī)像片量測方法并結(jié) 合地面控制點的實測坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在航空攝影測量立體模型上對被處理樹木的樹頂頂點、 樹根頂點以及樹頂頂點和樹根頂點之間的連接線的矢量數(shù)據(jù)分別進行采集，并將所數(shù)據(jù) 同步存入存儲單元內(nèi)；所述樹頂頂點和樹根頂點之間的連接線為樹體線；
20322、參數(shù)計算處理器調(diào)用數(shù)值計算模塊，先求解得出所述樹頂頂點和樹根 頂點之間的高程差值h1;再求解得出高程差值Ii1與樹狀符號高度Iitl之間的比值 ci=hi/h0；20323、樹狀符號縮放調(diào)整處理器自所述樹狀符號庫中調(diào)出預(yù)先制作的樹狀符 號，并根據(jù)步驟20312中計算得出的比值Ci=hi/h0對調(diào)出的樹狀符號進行縮放處理，且縮放
的比例為比值
ci=hi/h0;20324、散樹模型建立將步驟20323中縮放調(diào)整后的樹狀符號移位至步驟 20321中所采集的樹體線上，并使得縮放調(diào)整后的樹狀符號的頂部與底部分別與步驟 20323中所采集樹頂頂點和樹根頂點相重合，則完成散樹模型的建立過程；對其它類地物進行處理時，其它類地物中所有地物的處理過程均相同，對其它 類地物中任一個地物來說，其處理過程如下20331、矢量數(shù)據(jù)采集處理器調(diào)用數(shù)據(jù)采集模塊且按照常規(guī)像片量測方法并結(jié) 合地面控制點的實測坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在航空攝影測量立體模型上對被處理地物的外圍邊線以 及分散分布于所述外圍邊線內(nèi)的散點和線段的矢量數(shù)據(jù)分別進行采集，并將所采集數(shù)據(jù) 同步存儲至存儲單元內(nèi)；20332、模型構(gòu)建處理器調(diào)用空間解析幾何處理模塊，且按照空間解析幾何 處理方法對步驟20331中所采集外圍邊線、散點和線段的矢量數(shù)據(jù)分析處理，并相應(yīng)構(gòu) 建出組成被處理地物的所有組成面，同時將所構(gòu)建出的所有組成面同步存儲至存儲單 元內(nèi)；所述組成面的數(shù)量為一個或多個；之后，處理器調(diào)用三維圖形組拼模塊對步驟 20312中所構(gòu)建的所有組成面進行組拼，并相應(yīng)獲得被處理地物的模型，同時將所構(gòu)建出 的模型同步存儲至存儲單元內(nèi)；按照步驟203中所述對航空攝影測量立體模型中的三類地物分別進行處理的方 法，對被測區(qū)域內(nèi)的所有地物分別進行處理，并獲得被測區(qū)域內(nèi)所有地物的三維幾何模型。上述一種基于Microstation v8i的城市快速建模方法，其特征是步驟20311中所 述的屋頂頂點和關(guān)鍵線、步驟20321中所述的樹頂頂點、樹根頂點與樹頂頂點和樹根頂 點之間的連接線以及步驟20331中所述的外圍邊線、散點和線段均為需進行采集的幾何 元素；且步驟20311、步驟20321和步驟20331中對所述幾何元素進行采集時，按照各幾 何元素的高程值進行分層采集，且采用不同符號將高程值相同且位于同一層上的所有幾 何元素分別進行標(biāo)記。上述一種基于Microstation v8i的城市快速建模方法，其特征是步驟202中所 述的其它類地物分為道路、河流、植被和空置地面四個具體分類，所述房屋類地物按照 房頂?shù)木唧w結(jié)構(gòu)分為平頂房、雙斜面房、尖頂房、平頭老虎檐、帶斜面的老虎檐、回字 房、L形房、U形房、Z形房、球形房、異型結(jié)構(gòu)房和組合式復(fù)雜房十二個具體分類，所 述異型結(jié)構(gòu)房的房頂結(jié)構(gòu)為不規(guī)則的異型結(jié)構(gòu)，所述組合式復(fù)雜房的房頂為由平頂房、 雙斜面房、尖頂房、平頭老虎檐、帶斜面的老虎檐、回字房、L形房、U形房、Z形房、 球形房和異型結(jié)構(gòu)房中任意多個房屋的房頂組合而成的復(fù)雜房型；步驟202中所述的進行地物分類及標(biāo)記時，處理器還需根據(jù)對房屋類地物中的所有房屋和其它類地物中的所 有地物分別進行具體分類，并采用不同的標(biāo)記符號分別進行標(biāo)記。上述一種基于Microstation v8i的城市快速建模方法，其特征是步驟202中所述 的處理器對其它類地物和房屋類地物進行具體分類后，還需建立一個地物類型層色對應(yīng) 表；所述地物類型層色對應(yīng)表中包含多個地物類型的地物類型層色信息，多個所述地物 類型分別為道路、河流、植被、空置地面、平頂房、雙斜面房、尖頂房、平頭老虎檐、 帶斜面的老虎檐、回字房、L形房、U形房、Z形房、球形房、異型結(jié)構(gòu)房、組合式復(fù)雜 房和散樹，各地物類型的地物類型層色信息包括各地物類型的類型ID、幾何元素的屬性 標(biāo)識以及所在層的層數(shù)和顏色。上述一種基于Microstation ν 8i的城市快速建模方法，其特征是步驟20311中
所述的被處理房屋為平頂房、雙斜面房、尖頂房、平頭老虎檐、帶斜面的老虎檐、回字 房、L形房、U形房、Z形房、球形房、異型結(jié)構(gòu)房或組合式復(fù)雜房；且當(dāng)被處理房屋為平頂房時，對平頂房房頂上的房邊線的矢量數(shù)據(jù)分別進行采 集；當(dāng)被處理房屋為雙斜面房時，對雙斜面房房頂上的房邊線和房脊線的矢量數(shù)據(jù) 分別進行采集；當(dāng)被處理房屋為尖頂房時，對尖頂房房頂上的房邊線和尖頂部頂點的矢量數(shù)據(jù) 分別進行采集；當(dāng)被處理房屋為帶斜面的老虎檐且所帶斜面數(shù)量為多個時，對帶斜面的老虎檐 房頂上的檐邊線和老虎檐頂部頂點的矢量數(shù)據(jù)分別進行采集；當(dāng)被處理房屋為平頭老虎檐時，對平頭老虎檐的老虎檐邊線和老虎檐頂部脊線 的矢量數(shù)據(jù)分別進行采集；當(dāng)被處理房屋為回字房時，對回字房房頂上的房邊線和房脊線分別進行采集；當(dāng)被處理房屋為L形房、U形房或Z形房時，對L形房、U形房或Z形房房頂 上的房邊線和房脊線分別進行采集；當(dāng)被處理房屋為球形房時，所述球形房球形房頂?shù)那蛐臑榍蛐?，對所述球形房 頂在球心O所處平面上的圓形邊線進行采集，所述球心O所處平面與所述球形房所處的地 面相平行；當(dāng)被處理房屋為異型結(jié)構(gòu)房時，對所述異型結(jié)構(gòu)房房頂?shù)姆窟吘€以及所述異型 結(jié)構(gòu)房房頂上所存在的線段和頂點分別進行采集；當(dāng)被處理房屋為組合式復(fù)雜房時，先將所述組合式復(fù)雜房的房頂拆分為平頂 房、雙斜面房、尖頂房、平頭老虎檐、帶斜面的老虎檐、回字房、L形房、U形房、Z 形房、球形房和異型結(jié)構(gòu)房中的任意多個房屋的房頂，再按照平頂房、雙斜面房、尖頂 房、平頭老虎檐、帶斜面的老虎檐、回字房、L形房、U形房、Z形房、球形房或異型結(jié) 構(gòu)房的矢量數(shù)據(jù)采集方法，分別對拆分后多個房屋的房頂進行矢量數(shù)據(jù)采集，之后再對 所采集的多個房屋房頂?shù)氖噶繑?shù)據(jù)進行組合。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、減少手工作業(yè)量，不需將房屋的所有節(jié)點都進行采集。2、要實現(xiàn)房屋的快速批量幾何建模，尤其是非平頂房屋的建模，不需逐個房屋單獨建模。3、功能全面，結(jié)合實際，實現(xiàn)城市中房屋、樹木、地面、道路、河流以及其他 地面特殊類型設(shè)施的快速幾何三維建模。4、設(shè)計合理，智能化程度高，本發(fā)明提出將房頂分為多種類型，根據(jù)不同房屋 類型的特點，在航空攝影測量立體模型下進行矢量數(shù)據(jù)采集，且進行數(shù)據(jù)采集時，只需 采集房頂關(guān)鍵點線，如房邊線和房脊線，之后再利用解析幾何的理論，計算得到各種房 屋的所有面，結(jié)合MicrostationvSi系統(tǒng)的MDL函數(shù)，通過計算機編程的方法實現(xiàn)多種 類型房屋的快速幾何三維建模；對于樹木的三維建模，將樹木的三維模型做成符號置于 符號庫，只需采集樹頂?shù)綐涞椎囊粭l線，根據(jù)線的長度計算放置樹木模型符號的比例即 可；對于其它類地物，如地面、道路等設(shè)施，采用點與面的拓撲關(guān)系判斷等方法來實現(xiàn) 三維建模，因而本發(fā)明能簡單、快速、精確地完成城市主要地物的幾何三維建模工作。5、使用效果好，所獲得的城市三維模型的精度較高，能準(zhǔn)確反映被測城市的實 際地理狀況，且建模時間非常短，在5秒左右時間內(nèi)便可完成整個城市的建模過程。綜上所述，本發(fā)明設(shè)計合理、硬件設(shè)備簡單且使用操作簡便、建?？焖?、所建 立城市模型準(zhǔn)確，能有效現(xiàn)有城市三維幾何模型建模方法所存在的采集數(shù)據(jù)量大、勞動 強度大、效率低、周期長等多種缺陷和不足。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。


圖1為本發(fā)明進行城市快速建模時所用硬件設(shè)備的電路原理框圖。圖2為本發(fā)明進行城市快速建模時的建模方法流程框圖。圖3為本發(fā)明建立U形房房頂模型時的房邊線頂點糾正情況示意圖。圖4為本發(fā)明建立平頭老虎檐房頂模型時的房邊線頂點糾正情況示意圖。附圖標(biāo)記說明1-航空攝影測量系統(tǒng)；2-處理器； 3-立體測圖儀；4-存儲單元。
具體實施例方式如圖1、圖2所示，本發(fā)明所述的基于MicrostationvSi的城市快速建模方法，包 括以下步驟步驟一、采用航空攝影測量系統(tǒng)1且按照常規(guī)航空攝影測量方法對被測區(qū)域進 行航空測量，并通過數(shù)據(jù)線將所攝取的航攝像片同步傳送至處理器2。步驟二、所述處理器2在MicrostationvSi軟件環(huán)境下對航攝像片進行分析處理， 并相應(yīng)建立被測區(qū)域的三維幾何模型，所述處理器2的分析處理過程如下201、建立航空攝影測量立體模型所述處理器2調(diào)用與其相接的立體測圖儀3 對所述航攝像片進行處理，并相應(yīng)建立被測區(qū)域的航空攝影測量立體模型；所述立體測 圖儀3將所建立的被測區(qū)域的航空攝影測量立體模型，同步傳送至處理器2。202、地物分類及標(biāo)記通過處理器2將被測區(qū)域的航空攝影測量立體模型中的 所有地物對應(yīng)分為房屋、散樹和其它三大類，并采用不同標(biāo)記符號對三類地物分別進行 標(biāo)記；其中，房屋類地物中包括布設(shè)在被測區(qū)域內(nèi)的所有房屋，散樹類地物中包括獨立分散布設(shè)在被測區(qū)域內(nèi)的所有樹木，其它類地物中包括除房屋和草木之外的其它所有地 物。具體進行地物分類及標(biāo)記時，所述其它類地物分為道路、河流、植被和空置地 面四個具體分類，所述房屋類地物按照房頂?shù)木唧w結(jié)構(gòu)分為平頂房、雙斜面房、尖頂 房、平頭老虎檐、帶斜面的老虎檐、回字房、L形房、U形房、Z形房、球形房、異型 結(jié)構(gòu)房和組合式復(fù)雜房十二個具體分類，所述異型結(jié)構(gòu)房的房頂結(jié)構(gòu)為不規(guī)則的異型結(jié) 構(gòu)，所述組合式復(fù)雜房的房頂為由平頂房、雙斜面房、尖頂房、平頭老虎檐、帶斜面的 老虎檐、回字房、L形房、U形房、Z形房、球形房和異型結(jié)構(gòu)房中任意多個房屋的房頂 組合而成的復(fù)雜房型；步驟202中所述的進行地物分類及標(biāo)記時，處理器2還需根據(jù)對房 屋類地物中的所有房屋和其它類地物中的所有地物分別進行具體分類，并采用不同的標(biāo) 記符號分別進行標(biāo)記。本實施例中，所述處理器2對其它類地物和房屋類地物進行具體分類后，還需 建立一個地物類型層色對應(yīng)表，具體詳見表1。所述地物類型層色對應(yīng)表中包含多個地 物類型的地物類型層色信息，多個所述地物類型分別為道路、河流、植被、空置地面、 平頂房、雙斜面房、尖頂房、平頭老虎檐、帶斜面的老虎檐、回字房、L形房、U形房、 Z形房、球形房、異型結(jié)構(gòu)房、組合式復(fù)雜房和散樹，各地物類型的地物類型層色信息包 括各地物類型的類型ID、幾何元素的屬性標(biāo)識以及所在層的層數(shù)和顏色。表1地物類型層色對應(yīng)表
權(quán)利要求
1. 一種基于Microstation v8i的城市快速建模方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟一、采用航空攝影測量系統(tǒng)(1)且按照常規(guī)航空攝影測量方法對被測區(qū)域進行 航空測量，并通過數(shù)據(jù)線將所攝取的航攝像片同步傳送至處理器(2)；步驟二、所述處理器(2)在Microstation v8i軟件環(huán)境下對航攝像片進行分析處理，并 相應(yīng)建立被測區(qū)域的三維幾何模型，所述處理器(2)的分析處理過程如下·201、建立航空攝影測量立體模型所述處理器(2)調(diào)用與其相接的立體測圖儀(3) 對所述航攝像片進行處理，并相應(yīng)建立被測區(qū)域的航空攝影測量立體模型；所述立體測 圖儀(3)將所建立的被測區(qū)域的航空攝影測量立體模型，同步傳送至處理器(2)；·202、地物分類及標(biāo)記通過處理器(2)將被測區(qū)域的航空攝影測量立體模型中的 所有地物對應(yīng)分為房屋、散樹和其它三大類，并采用不同標(biāo)記符號對三類地物分別進行 標(biāo)記；其中，房屋類地物中包括布設(shè)在被測區(qū)域內(nèi)的所有房屋，散樹類地物中包括獨立 分散布設(shè)在被測區(qū)域內(nèi)的所有樹木，其它類地物中包括除房屋和草木之外的其它所有地 物；·203、所述處理器(2)結(jié)合地面控制點的實測坐標(biāo)數(shù)據(jù)對所述航空攝影測量立體模型 中的三類地物分別進行處理其中，對房屋類地物進行處理時，所有房屋的處理過程均 相同；對于房屋類地物中的任一個房屋來說，其處理過程包括以下步驟·20311、矢量數(shù)據(jù)采集處理器(2)調(diào)用數(shù)據(jù)采集模塊且按照常規(guī)像片量測方法并結(jié) 合地面控制點的實測坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在航空攝影測量立體模型上對被處理房屋房頂上的屋頂 頂點和/或關(guān)鍵線的矢量數(shù)據(jù)分別進行采集，并將所采集數(shù)據(jù)同步存儲至與處理器(2)相 接的存儲單元(4)內(nèi)；所述關(guān)鍵線為檐邊線、房邊線和房脊線，所述屋頂頂點為所述檐 邊線、房邊線和房脊線的頂點且其數(shù)量為N;·20312、屋面構(gòu)建處理器(2)調(diào)用空間解析幾何處理模塊，且按照空間解析幾何處 理方法對步驟20311中所采集被處理房屋房頂上的屋頂頂點和關(guān)鍵線的矢量數(shù)據(jù)進行分 析處理，并相應(yīng)構(gòu)建出組成被處理房屋房頂?shù)乃形菝?，同時將所構(gòu)建出的屋面同步存 儲至存儲單元(4)內(nèi)；所述屋面的數(shù)量為一個或多個；·20313、房頂模型建立處理器(2)調(diào)用三維圖形組拼模塊對步驟20312中所構(gòu)建的 所有屋面進行組拼，并相應(yīng)獲得被處理房屋的房頂模型，同時將所構(gòu)建出的房頂模型同 步存儲至存儲單元(4)內(nèi)；·20314、房體模型建立首先，處理器(2)結(jié)合地面控制點的實測坐標(biāo)數(shù)據(jù)，計算 得出被處理房屋所在位置的地面點高程值；再結(jié)合步驟20311中所采集并記錄的被處理 房屋房頂上N個屋頂頂點的矢量數(shù)據(jù)，確定被處理房屋房底所有房底頂點的三維坐標(biāo)數(shù) 據(jù)，所述房底頂點為被處理房屋中多條房底邊的頂點，所述房底頂點的數(shù)量與屋頂頂點 的數(shù)量相同且均為N，N個房底頂點分別與N個房底頂點一一對應(yīng)且N個房底頂點對應(yīng) 分別布設(shè)在N個房底頂點的正下方，每一個房底頂點與位于該房底頂點正上方的房頂頂 點之間所連直線為一條房體邊線且所述房體邊線的數(shù)量為N條；之后，處理器(2)調(diào)用 空間解析幾何處理模塊，且按照空間解析幾何處理方法，對被處理房屋所有房底頂點的 三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)和所有屋頂頂點的矢量數(shù)據(jù)進行分析處理，并結(jié)合N條房體邊線相應(yīng)構(gòu)建 出組成被處理房屋房體的所有房體面；隨后，處理器(2)調(diào)用三維圖形組拼模塊對步驟.2032中所構(gòu)建的所有房體面進行組拼，并相應(yīng)獲得被處理房屋的房體模型，同時將所構(gòu) 建出的房體模型同步存儲至存儲單元(4)內(nèi)；20315、房屋模型建立處理器(2)對步驟20313中所建立的房頂模型和步驟20314 中所建立的房體模型進行合成，并獲得被處理房屋的三維幾何模型；對散樹類地物進行處理之前，處理器(2)先調(diào)用繪圖模塊制作一個高度為Iitl且用于 表示散樹模型的樹狀符號，并將所制作的樹狀符號存入存儲單元(4)內(nèi)所建立的樹狀符 號庫中；且對散樹類地物進行處理時，所有樹木的處理過程均相同；對于散樹類地物中 的任一顆樹木來說，其處理過程如下20321、矢量數(shù)據(jù)采集處理器(2)調(diào)用數(shù)據(jù)采集模塊且按照常規(guī)像片量測方法并結(jié) 合地面控制點的實測坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在航空攝影測量立體模型上對被處理樹木的樹頂頂點、 樹根頂點以及樹頂頂點和樹根頂點之間的連接線的矢量數(shù)據(jù)分別進行采集，并將所數(shù)據(jù) 同步存入存儲單元(4)內(nèi)；所述樹頂頂點和樹根頂點之間的連接線為樹體線；20322、參數(shù)計算處理器(2)調(diào)用數(shù)值計算模塊，先求解得出所述樹頂頂點和樹根頂點之間的高程差值h1;再求解得出高程差值Ii1與樹狀符號高度Iitl之間的比值G=·^;nO20323、樹狀符號縮放調(diào)整處理器(2)自所述樹狀符號庫中調(diào)出預(yù)先制作的樹狀符 號，并根據(jù)步驟20312中計算得出的比值對調(diào)出的樹狀符號進行縮放處理，且縮放nO的比例為比值no20324、散樹模型建立將步驟20323中縮放調(diào)整后的樹狀符號移位至步驟20321中 所采集的樹體線上，并使得縮放調(diào)整后的樹狀符號的頂部與底部分別與步驟20323中所 采集樹頂頂點和樹根頂點相重合，則完成散樹模型的建立過程；對其它類地物進行處理時，其它類地物中所有地物的處理過程均相同，對其它類地 物中任一個地物來說，其處理過程如下20331、矢量數(shù)據(jù)采集處理器(2)調(diào)用數(shù)據(jù)采集模塊且按照常規(guī)像片量測方法并結(jié) 合地面控制點的實測坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在航空攝影測量立體模型上對被處理地物的外圍邊線以 及分散分布于所述外圍邊線內(nèi)的散點和線段的矢量數(shù)據(jù)分別進行采集，并將所采集數(shù)據(jù) 同步存儲至存儲單元(4)內(nèi)；20332、模型構(gòu)建處理器(2)調(diào)用空間解析幾何處理模塊，且按照空間解析幾何處 理方法對步驟20331中所采集外圍邊線、散點和線段的矢量數(shù)據(jù)分析處理，并相應(yīng)構(gòu)建 出組成被處理地物的所有組成面，同時將所構(gòu)建出的所有組成面同步存儲至存儲單元(4) 內(nèi)；所述組成面的數(shù)量為一個或多個；之后，處理器(2)調(diào)用三維圖形組拼模塊對步驟 20312中所構(gòu)建的所有組成面進行組拼，并相應(yīng)獲得被處理地物的模型，同時將所構(gòu)建出 的模型同步存儲至存儲單元(4)內(nèi)；按照步驟203中所述對航空攝影測量立體模型中的三類地物分別進行處理的方法， 對被測區(qū)域內(nèi)的所有地物分別進行處理，并獲得被測區(qū)域內(nèi)所有地物的三維幾何模型。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種基于Microstation v8i的城市快速建模方法，其特征在 于步驟20311中所述的屋頂頂點和關(guān)鍵線、步驟20321中所述的樹頂頂點、樹根頂點與樹頂頂點和樹根頂點之間的連接線以及步驟20331中所述的外圍邊線、散點和線段均為 需進行采集的幾何元素；且步驟20311、步驟20321和步驟20331中對所述幾何元素進行 采集時，按照各幾何元素的高程值進行分層采集，且采用不同符號將高程值相同且位于 同一層上的所有幾何元素分別進行標(biāo)記。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種基于Microstationv8i的城市快速建模方法，其特征在 于步驟202中所述的其它類地物分為道路、河流、植被和空置地面四個具體分類，所 述房屋類地物按照房頂?shù)木唧w結(jié)構(gòu)分為平頂房、雙斜面房、尖頂房、平頭老虎檐、帶斜 面的老虎檐、回字房、L形房、U形房、Z形房、球形房、異型結(jié)構(gòu)房和組合式復(fù)雜房 十二個具體分類，所述異型結(jié)構(gòu)房的房頂結(jié)構(gòu)為不規(guī)則的異型結(jié)構(gòu)，所述組合式復(fù)雜房 的房頂為由平頂房、雙斜面房、尖頂房、平頭老虎檐、帶斜面的老虎檐、回字房、L形 房、U形房、Z形房、球形房和異型結(jié)構(gòu)房中任意多個房屋的房頂組合而成的復(fù)雜房型； 步驟202中所述的進行地物分類及標(biāo)記時，處理器(2)還需根據(jù)對房屋類地物中的所有 房屋和其它類地物中的所有地物分別進行具體分類，并采用不同的標(biāo)記符號分別進行標(biāo) 記。
4.按照權(quán)利要求3所述的一種基于Microstationv8i的城市快速建模方法，其特征在 于步驟202中所述的處理器(2)對其它類地物和房屋類地物進行具體分類后，還需建立 一個地物類型層色對應(yīng)表；所述地物類型層色對應(yīng)表中包含多個地物類型的地物類型層 色信息，多個所述地物類型分別為道路、河流、植被、空置地面、平頂房、雙斜面房、 尖頂房、平頭老虎檐、帶斜面的老虎檐、回字房、L形房、U形房、Z形房、球形房、異 型結(jié)構(gòu)房、組合式復(fù)雜房和散樹，各地物類型的地物類型層色信息包括各地物類型的類 型ID、幾何元素的屬性標(biāo)識以及所在層的層數(shù)和顏色。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的一種基于Microstationv8i的城市快速建模方法，其特 征在于步驟20311中所述的被處理房屋為平頂房、雙斜面房、尖頂房、平頭老虎檐、 帶斜面的老虎檐、回字房、L形房、U形房、Z形房、球形房、異型結(jié)構(gòu)房或組合式復(fù)雜 房；且當(dāng)被處理房屋為平頂房時，對平頂房房頂上的房邊線的矢量數(shù)據(jù)分別進行采集；當(dāng)被處理房屋為雙斜面房時，對雙斜面房房頂上的房邊線和房脊線的矢量數(shù)據(jù)分別 進行采集；當(dāng)被處理房屋為尖頂房時，對尖頂房房頂上的房邊線和尖頂部頂點的矢量數(shù)據(jù)分別 進行采集；當(dāng)被處理房屋為帶斜面的老虎檐且所帶斜面數(shù)量為多個時，對帶斜面的老虎檐房頂 上的檐邊線和老虎檐頂部頂點的矢量數(shù)據(jù)分別進行采集；當(dāng)被處理房屋為平頭老虎檐時，對平頭老虎檐的老虎檐邊線和老虎檐頂部脊線的矢 量數(shù)據(jù)分別進行采集；當(dāng)被處理房屋為回字房時，對回字房房頂上的房邊線和房脊線分別進行采集；當(dāng)被處理房屋為L形房、U形房或Z形房時，對L形房、U形房或Z形房房頂上的 房邊線和房脊線分別進行采集；當(dāng)被處理房屋為球形房時，所述球形房球形房頂?shù)那蛐臑榍蛐?，對所述球形房頂在 球心0所處平面上的圓形邊線進行采集，所述球心0所處平面與所述球形房所處的地面相平行；當(dāng)被處理房屋 為異型結(jié)構(gòu)房時，對所述異型結(jié)構(gòu)房房頂?shù)姆窟吘€以及所述異型結(jié)構(gòu) 房房頂上所存在的線段和頂點分別進行采集；當(dāng)被處理房屋為組合式復(fù)雜房時，先將所述組合式復(fù)雜房的房頂拆分為平頂房、雙 斜面房、尖頂房、平頭老虎檐、帶斜面的老虎檐、回字房、L形房、U形房、Z形房、球 形房和異型結(jié)構(gòu)房中的任意多個房屋的房頂，再按照平頂房、雙斜面房、尖頂房、平頭 老虎檐、帶斜面的老虎檐、回字房、L形房、U形房、Z形房、球形房或異型結(jié)構(gòu)房的矢 量數(shù)據(jù)采集方法，分別對拆分后多個房屋的房頂進行矢量數(shù)據(jù)采集，之后再對所采集的 多個房屋房頂?shù)氖噶繑?shù)據(jù)進行組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于Microstation v8i的城市快速建模方法，該方法包括以下步驟步驟一、采用航空攝影測量系統(tǒng)且按照常規(guī)航空攝影測量方法對被測區(qū)域進行航空測量；步驟二、處理器在Microstation v8i軟件環(huán)境下對航空測量數(shù)據(jù)進行分析處理，過程如下建立航空攝影測量立體模型、地物分類及標(biāo)記并相應(yīng)建立地物類型層色對應(yīng)表、矢量數(shù)據(jù)采集與分別建立房屋類、散樹類和其它類地物的模型，對被測區(qū)域內(nèi)的所有地物分別進行處理，并獲得被測區(qū)域內(nèi)所有地物的三維幾何模型。
文檔編號G06T17/00GK102013114SQ20101054869
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者劉敏, 吳曉燕, 李政, 高鵬 申請人:中煤地航測遙感局有限公司