【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式城市设计场景仿真方法及系统
本专利技术属于城市规划领域,尤其涉及一种嵌入式城市设计场景仿真方法及系统。
技术介绍
城市设计主要研究城市空间形态的建构机理和场所营造,是对包括人、自然、社会、文化、空间形态等因素在内的城市人居环境所进行的设计研究、工程实践和实施管理活动(中国大百科全书第三版)。城市设计是一种关注城市形态塑造的学科,相较于城市规划在二维层面上对城市布局的考虑,城市设计更聚焦于城市空间的三维物质空间形态。城市作为人口、资源、环境和社会经济要素的地理综合体,在不断扩张的过程中,受到多重要素的影响机制作用,城市呈现出动态变化的特征,在物质空间上也变得日趋复杂。而城市设计作为对城市物质空间形态的合理设计,其在编制上关注市民、设计师等多方的共同决策,需要编制成果能够直观明确地呈现在多方视角下,而相对于物质空间的复杂性,通过效果图、模型、动画等传统方式来展示城市设计成果却具有静止、机械的缺陷。针对这些问题,城市设计仿真技术由于其在呈现效果上的直观性及实际操作上的便捷性,可以使复杂的城市空间及设计成果易于理解。在城市设计中应用仿真技术,正是契合了物质空间复杂性的特点及城市设计成果呈现的内在要求。所谓仿真技术,是指建立仿真模型和进行仿真实验的技术,它综合集成计算机、网络、图形图像、多媒体、信息、自动控制等多项高新技术。目前在城市设计领域中的场景仿真技术多关注城市设计方案的三维可视化,主要通过获取数据以建立模型,再通过漫游系统集成的方式得以实现。目前主要的技术手段主要分为两大类:一是通过倾斜摄影或激光扫描等技术得到现状城市及建筑物模型进行场景仿真,即通 ...
【技术保护点】
1.一种嵌入式城市设计场景仿真方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤1:对采集获得的既定范围的倾斜摄影数据进行处理构建倾斜摄影三维模型,并对模型中的建筑物进行对象化管理,并提取生成每栋建筑物的几何属性;步骤2:对既定范围内城市设计三维模型加载到倾斜摄影三维模型场景中,并提取生成每栋建筑物的几何属性;步骤3:对统一空间坐标系下的倾斜摄影三维模型场景及城市设计三维模型数据,以建筑物为基本单元进行空间匹配自动判定,匹配的建筑物标记Y,不匹配的建筑物标记N;步骤4:对于标记为N的建筑物,在倾斜摄影三维模型中进行压平操作,使得该区域的立体数据被平整化;步骤5:对于标记为Y的建筑物,在城市设计三维模型中进行即时空间编辑,将带有标记的建筑物隐藏化;步骤6:将经过步骤4和步骤5处理后的两组数据同时打开,实现嵌合显示。
【技术特征摘要】
1.一种嵌入式城市设计场景仿真方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤1:对采集获得的既定范围的倾斜摄影数据进行处理构建倾斜摄影三维模型,并对模型中的建筑物进行对象化管理,并提取生成每栋建筑物的几何属性;步骤2:对既定范围内城市设计三维模型加载到倾斜摄影三维模型场景中,并提取生成每栋建筑物的几何属性;步骤3:对统一空间坐标系下的倾斜摄影三维模型场景及城市设计三维模型数据,以建筑物为基本单元进行空间匹配自动判定,匹配的建筑物标记Y,不匹配的建筑物标记N;步骤4:对于标记为N的建筑物,在倾斜摄影三维模型中进行压平操作,使得该区域的立体数据被平整化;步骤5:对于标记为Y的建筑物,在城市设计三维模型中进行即时空间编辑,将带有标记的建筑物隐藏化;步骤6:将经过步骤4和步骤5处理后的两组数据同时打开,实现嵌合显示。2.根据权利要求1所述的一种嵌入式城市设计场景仿真方法,其特征在于,步骤(1)的具体方法如下:(1.1)采集获取不小于既定范围的倾斜摄影数据,即城市设计范围的倾斜数据;(1.2)通过自动化建模软件对倾斜摄影数据生成基于真实影像纹理的倾斜摄影三维模型;(1.3)通过SuperMap平台加载倾斜摄影三维模型;(1.4)构建不规则三角网,将不同角度拍摄的高分影像映射到TIN模型上;(1.5)提取建筑物二维基底面,实现对建筑物模型对象化管理。3.根据权利要求1或2所述的一种嵌入式城市设计场景仿真方法,其特征在于,步骤(2)的具体方法如下:(2.1)对城市设计三维模型进行编辑,清除模型地理位置,将经纬度信息置零;(2.2)将城市设计三维模型导入SuperMap平台;(2.3)添加与倾斜摄影三维模型一致的坐标系,将城市设计三维模数据源加载到场景中;(2.4)通过图层属性编辑,添加要素属性表,实现对每一栋建筑物的几何信息和属性信息的储存和管理。4.根据权利要求3所述的一种嵌入式城市设计场景仿真方法,其特征在于,步骤(3)的具体方法如下:(3.1)对统一坐标系的倾斜摄影三维模型和城市设计三维模型的三维模型中有空间重合关系的建筑物对象进行匹配,生成对应的倾斜摄影三维模型中的建筑物基底面和城市设计三维模型中的建筑物基底面,计算以下三个指标:基底面形状匹配度,简称SS:LSIp和LSIq通过下述公式进行计算:其中,LSIp指的是倾斜摄影三维模型中建筑物的景观形状指数,LSIq指的是城市设计三维模型中建筑物的景观形状指数;E1表示倾斜摄影三维模型中建筑物基底面多边形周长、A1表示倾斜摄影三维模型中建筑物基底面多边形面积;E2表示城市设计三维模型中建筑物基底面多边形周长、A2表示城市设计三维模型中建筑物基底面多边形面积;位置匹配度,简称OAR:其中,Ap表示倾斜摄影三维模型中建筑物基底面多边形面积,Aq城市设计三维模型中建筑物基底面多边形面积;A3表示倾斜摄影三维模型中建筑物基底面多边形和城市设计三维模型中建筑物基底面多边形之间的重合面积;高度匹配度,简称HS:其中,Hp表示倾斜摄影三维模型中建筑物的高度,Hq城市设计三维模型中建筑物的高度;比较SS、OAR、HS三个指标是否满足预设条件:SS<K1OAR<K2HS<K3其中,K1、K2、K3均为预设常数,通常取值区间为(0,0.1];(3.2)以建筑物为基本单元进行自动判断,若三者皆满足匹配条件,则对该建筑物对象标注为Y,若有一个特征不满足匹配条件,则对该建筑物对象标注N。5.根据权利要求3或4所述的一种嵌入式城市设计场景仿真方法,其特征在于,步骤(4)的方法如下:(4.1)对于标注N的建筑物区域,首先生成该建筑物对应的二维基底矢量面,将基底面作为模型压平范围,通过压平面查询该区域倾斜模型OSGB数据,提取该区域倾斜模型对应的不规则三角形网格,保持平面位置(X、Y)不变,通过插值算法,获得该区域内地形高度z′,并将三角形网格的高度值Z修改为z′;(4.2)对原三角形网格对应的纹理图像进行仿射变换处理,改变原有像素的空间位置,通过对图像中的每个像素点三维坐标的线性变换,使得各像素点均能够垂直投影到高度值修改后的三角形网格,使得原纹理图像能够全部附着在新的三角形网格上。6.根据权利要求3或4所述的一种嵌入式城市设计场景仿真方法,其特征在于,步骤(5)的方法如下:(5.1)将标记Y的建筑物对象全部选中,编辑成一个群组,使得通过单击任意对象可以直接选中整体对象;(5.2)对选中的标记建筑物群组进行空间编辑,点击隐藏选项,将带有标记的建筑物隐藏化。7.根据权利要求6所述的一种嵌入式城市设计场景仿真方法,其特征在于,将经过步骤4和步骤5处理后的两组数据接入虚拟现实设备或外部体感设备。8.一种嵌入...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨俊宴,曹俊,程洋,张庆尧,周祖浩,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。