三维建筑物模型的单体化方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例提供三维建筑物模型的单体化方法和系统。其中，方法包括：根据目标建筑物的建筑信息模型获取目标建筑物的白模；分别将目标建筑物每个面的倾斜遥感影像进行处理，获取目标建筑物各个面的正视纹理影像；根据目标建筑物各个面的正视纹理影像对目标建筑物的白模进行渲染，获得目标建筑物的单体化模型。本发明专利技术实施例提供的三维建筑物模型的单体化方法和系统，通过将建筑信息模型数据的几何信息与遥感影像的纹理信息进行有机结合，一方面能快速、方便地实现三维建筑物模型的单体化，效率较高，另一方面能有效识别与区分三维地理信息系统中的独立地物，能提高三维建筑物模型单体化的准确性。

The monomer method and system of 3D building model

The embodiment of the invention provides a monomeric method and a system for a three-dimensional building model. Among them, the methods include: obtaining the white model of the target building according to the building information model of the target building; processing the tilted remote sensing image of each surface of the target building to obtain the face-up texture image of each surface of the target building; and white of the target building according to the face-up texture image of each surface of the target building. The model is rendered, and the monomer model of the target building is obtained. The monolithic method and system of the three-dimensional building model provided by the embodiment of the invention can realize the monolithic of the three-dimensional building model quickly and conveniently on the one hand by combining the geometric information of the building information model data with the texture information of the remote sensing image, and has high efficiency; on the other hand, it can effectively identify and distribute the three-dimensional building model. Dividing independent objects into three-dimensional geographic information systems can improve the accuracy of three-dimensional building model simplification.

【技术实现步骤摘要】
三维建筑物模型的单体化方法和系统
本专利技术实施例涉及地理信息
，尤其涉及三维建筑物模型的单体化方法和系统。
技术介绍
单体化的目标是构建三维对象模型，核心是在兼顾效率的情况下，实现三维场景中的模型独立并且能够被高效地管理与分析。目前，在三维地理信息系统(GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，简称GIS)精细化应用领域，单体化建模方法主要有三种，即传统手工建模、三维激光扫描建模技术以及倾斜摄影测量自动化建模技术。针对这三种方法，均有不同的单体化解决方案。总体来讲，目前单体化方法趋向两个极端方向：一种是从几何模型构建到纹理贴图，全人工手动构建；另一种是全自动化建模方案。前一种方法单体化模型虽然精细，但是需要耗费大量的人力、物力，整体效率低，难以满足大规模工程化应用需求。后一种方法尽管能够快速构建城市大规模三维场景模型，但无法有效识别与区分三维GIS场景中的独立地物。因此，单体化问题仍没有较为完善的解决方案，严重阻碍了三维GIS的分析功能与行业应用。现有的单体化方法以及商用GIS软件中采用的单体化方法也都存在不同程度的局限性，效果不理想。
技术实现思路
针对现有技术存在的模型单体化的效果不理想的问题，本专利技术实施例提供三维建筑物模型的单体化方法和系统。根据本专利技术的第一方面，本专利技术实施例提供一种三维建筑物模型的单体化方法，包括：根据目标建筑物的建筑信息模型获取目标建筑物的白模；分别将目标建筑物每个面的倾斜遥感影像进行处理，获取目标建筑物各个面的正视纹理影像；根据目标建筑物各个面的正视纹理影像对目标建筑物的白模进行渲染，获得目标建筑物的单体化模型。根据本专利技术的第三方面，本专利技术实施例提供一种三维建筑物模型的单体化系统，包括：白模获取模块，用于将目标建筑物的建筑信息模型转换为目标建筑物的白模；纹理获取模块，用于分别将目标建筑物每个面的倾斜遥感影像进行处理，获取目标建筑物各个面的正视纹理影像；纹理映射模块，根据目标建筑物各个面的正视纹理影像对目标建筑物的白模进行渲染，获得目标建筑物的单体化模型。根据本专利技术的第三方面，本专利技术实施例提供一种三维建筑物模型的单体化设备，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行本专利技术实施例三维建筑物模型的单体化方法及其所有可选实施例的分析方法。根据本专利技术的第四方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行本专利技术实施例三维建筑物模型的单体化方法及其所有可选实施例的分析方法。本专利技术实施例提供的三维建筑物模型的单体化方法，通过将目标建筑物的建筑信息模型转换为目标建筑物的白模，将目标建筑物各个面的倾斜遥感影像转化为目标建筑物各个面的正视纹理影像，并将目标建筑物各个面的正视纹理影像渲染于目标建筑物的白模上，获得目标建筑物的单体化模型，通过将BIM数据的几何信息与遥感影像的纹理信息进行有机结合，一方面能快速、方便地实现三维建筑物模型的单体化，效率较高，另一方面能有效识别与区分三维GIS场景中的独立地物，能提高三维建筑物模型单体化的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例三维建筑物模型的单体化方法的流程图；图2为本专利技术实施例获取目标建筑物的白模的方法的流程图；图3为本专利技术实施例获取正视影像的轮廓顶点的坐标的原理图。图4为本专利技术实施例对目标建筑物的白模进行渲染的方法的流程图；图5为本专利技术实施例三维建筑物模型的单体化方法的流程图；图6为本专利技术实施例三维建筑物模型的单体化装置的功能框图；图7为本专利技术实施例三维建筑物模型的单体化设备的结构框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例三维建筑物模型的单体化方法的流程图。如图1所示，一种三维建筑物模型的单体化方法包括：步骤S101、根据目标建筑物的建筑信息模型获取目标建筑物的白模。建筑信息模型(BuildingInformationModel，简称BIM)，指建筑物在设计和建造过程中，创建和使用的“可计算数码信息”。而这些数码信息能够被计算机软件自动管理，使得经过这些数码信息所计算出来的各种文件，自动地具有彼此吻合、一致的特性。可以将建筑信息模型视为数码化的建筑三维几何模型。BIM中，所有建筑构件所包含的信息中，除几何信息外，还具有建筑或工程的数据。这些数据提供计算机软件充分的计算依据，使这些计算机软件能根据构件的数据，自动计算出查询者所需要的准确信息。此处所指的信息可能具有很多种表达形式诸如建筑的平面图、立面、剖面、详图、三维立体视图、透视图、材料表或是计算每个房间自然采光的照明效果、所需要的空调通风量、冬、夏季需要的空调电力消耗等。BIM是一个单体建筑对象在物理和功能上的计算信息化表达，它采用三维信息技术对建筑全生命周期各个阶段进行必要的信息管理。BIM本身具备单体化的特性，包含单体建筑对象丰富的几何结构信息和建筑施工属性信息。将BIM作为GIS中单体化模型的几何白模具有天然的优势，能够为GIS提供丰富的建筑景观几何信息和属性信息。建筑实体本身固有的BIM在工程建设施工阶段一般是通过诸如Revit等软件建模得到，格式为.rvt，一般无法直接应用到三维GIS平台中。因此，需要对目标建筑物的建筑信息模型进行处理，获取能应用到三维GIS平台中的目标建筑物的白模。目标建筑物的白模，是面向三维GIS单体化应用的几何白模。几何白模指未经渲染的模型，仅保留了建筑物的几何信息。步骤S102、分别将目标建筑物每个面的倾斜遥感影像进行处理，获取目标建筑物各个面的正视纹理影像。倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。可以理解的是，对三维建筑物模型进行单体化之前，即步骤S102之前，通过基于倾斜摄影的遥感技术，采集目标建筑物各个面的倾斜遥感影像。例如，建筑物通常为长方体，在步骤S102之前，采集目标建筑物的顶面和四个侧面的倾斜遥感影像。优选地，目标建筑物各个面的倾斜遥感影像通过无人机(UnmannedAerialVehicle，简称UAV)采集，即通过无人机遥感技术采集目标建筑物各个面的倾斜遥感影像。轻小型无人机遥感技术的发展越来越成熟，随着一大批无人机企业的崛起，相关技术已经能够快速高效地获取城市大范围建筑景本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维建筑物模型的单体化方法，其特征在于，包括：根据目标建筑物的建筑信息模型获取目标建筑物的白模；分别将目标建筑物每个面的倾斜遥感影像进行处理，获取目标建筑物各个面的正视纹理影像；根据目标建筑物各个面的正视纹理影像对目标建筑物的白模进行渲染，获得目标建筑物的单体化模型。

【技术特征摘要】
1.一种三维建筑物模型的单体化方法，其特征在于，包括：根据目标建筑物的建筑信息模型获取目标建筑物的白模；分别将目标建筑物每个面的倾斜遥感影像进行处理，获取目标建筑物各个面的正视纹理影像；根据目标建筑物各个面的正视纹理影像对目标建筑物的白模进行渲染，获得目标建筑物的单体化模型。2.根据权利要求1所述的三维建筑物模型的单体化方法，其特征在于，所述根据目标建筑物的建筑信息模型获取目标建筑物的白模的具体步骤包括：将目标建筑物的建筑信息模型重构为适用于地理信息系统的目标建筑物的三维模型；将适用于地理信息系统的目标建筑物的三维模型进行轻量化，获取目标建筑物的白模。3.根据权利要求1所述的三维建筑物模型的单体化方法，其特征在于，所述将目标建筑物每个面的倾斜遥感影像进行处理，获取目标建筑物每个面的正视纹理影像的具体步骤包括：对于目标建筑物每个面，将该面的倾斜遥感影像进行预处理；检测预处理后的该面的倾斜遥感影像中的角点，确定所述角点中的该面的四边形轮廓顶点；根据透视变换方法，将该面的四边形轮廓顶点包围的倾斜遥感影像转化为该面的正视影像；根据目标建筑物的建筑信息模型中该面的几何信息，将该面的正视影像转换为该面的正视纹理影像。4.根据权利要求1至3任一所述的三维建筑物模型的单体化方法，其特征在于，所述根据目标建筑物每个面的正视纹理影像对目标建筑物的白模进行渲染的具体步骤包括：对于目标建筑物每个面，根据碰撞检测算法获取该面对应的目标建筑物的白模的面，并获取该面对应的目标建筑物的白模的面的标识码；根据标识码，确定该面对应的目标建筑物的白模的面的贴图掩码；根据所述贴图掩码和该面的正视纹理影像，对该面对应的目标建筑物的白模的面进行渲染。5.根据权利要求4所述的三维建筑物模型的单体化方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建华，程昊，李聪聪，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京,11