基于实景三维模型的建筑物开洞率自动提取方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于实景三维模型的建筑物开洞率自动提取方法及系统，以实景三维数据为基础，依靠建筑物顶部轮廓矢量的辅助，对单体化建筑进行投影获取立面影像图并进行基于深度学习的门窗自动识别，支持用于各类建筑物的开洞率提取；实现过程包括获取研究区域的实景三维模型，根据实景三维模型获取真正射影像，继而在真正射影像上提取建筑物顶部轮廓矢量数据；根据建筑物轮廓矢量数据从实景三维模型中裁切单体建筑，得到单体建筑的实景三维模型，并进行建筑物立面影像图的制作；对建筑物立面影像图进行门窗的自动识别，并根据识别结果和立面影像图进行开洞率计算，输出自动提取结果。本发明专利技术门窗区域是基于立面影像图自动识别，量测精度高。量测精度高。量测精度高。

【技术实现步骤摘要】
基于实景三维模型的建筑物开洞率自动提取方法及系统


[0001]本专利技术属于摄影测量和计算机视觉领域，具体涉及一种基于实景三维模型的建筑物开洞率自动提取方案。

技术介绍

[0002]建筑物开洞率是指建筑物外墙面开洞(包括门洞、窗洞)的面积与墙面面积的比值。建筑门窗的长期使用能耗占建筑围护结构能耗的50％，占建筑总能耗的25％，其中，外墙开洞率对于建筑能耗有很大影响，开洞率的提取和应用研究是建筑物节能建设工作中的一大要点。此外，村镇建筑物外墙通常属于承重墙，墙体的开洞率对于建筑物承重能力和刚度影响显著，由于刚度是房屋防灾抗灾的重要评估参数，因此外墙开洞率也是村镇建筑物防灾抗灾情况的重要评估系数。
[0003]当前建筑物的相关数据大多使用常规测绘技术由人工测量得到，后续则根据测量得到的门窗尺寸和房屋尺寸分别计算开洞面积和墙面总面积，二者比值即为建筑开洞率。然而，我国人口基数大、建筑物多而密集，采用人工测量的方式将消耗大量的人力、物力。因此，通过航空摄影快速获取建筑物影像数据，并通过数据处理自动识别门窗，实现开洞率的自动提取，可显著降低成本与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于实景三维模型的建筑物开洞率自动提取方法，其特征在于：以实景三维数据为基础，依靠建筑物顶部轮廓矢量的辅助，对单体化建筑进行投影获取立面影像图并进行基于深度学习的门窗自动识别，支持用于各类建筑物的开洞率提取；实现过程包括以下步骤，步骤1，获取研究区域的实景三维模型；步骤2，根据步骤1得到的实景三维模型获取真正射影像，继而在真正射影像上提取建筑物顶部轮廓矢量数据；步骤3，根据步骤2得到的建筑物轮廓矢量数据从步骤1的实景三维模型中裁切单体建筑，得到单体建筑的实景三维模型，并进行建筑物立面影像图的制作；步骤4，对步骤3得到的建筑物立面影像图进行门窗的自动识别，并根据识别结果和立面影像图进行开洞率计算，输出自动提取结果。2.如权利要求1所述的基于实景三维模型的建筑物开洞率自动提取方法，其特征在于：所述实景三维模型的获取方式，包括采用已有影像数据，或者使用无人机对研究区域进行倾斜摄影或贴近摄影获取影像数据，根据影像和相应辅助数据进行三维实景重建，所述辅助数据包括初始相机参数和GPS数据。3.如权利要求1所述的基于实景三维模型的建筑物开洞率自动提取方法，其特征在于：步骤2中，从三维模型获取真正射影像，并根据真正射影像提取建筑物轮廓矢量，实现方式如下，利用垂直投影，根据实景三维模型获取研究区域的真正射影像TDOM；根据真正射影像提取建筑物轮廓，并输出轮廓矢量数据。4.如权利要求1所述的基于实景三维模型的建筑物开洞率自动提取方法，其特征在于：步骤3中，根据步骤2得到的建筑物轮廓矢量对实景三维模型进行裁切，得到每个单体建筑物的三维实景模型，实现方式如下，对于每一个建筑物轮廓矢量，判断由三角网构成的三维实景模型中每个三角面在XOY平面上的投影三角形是否落于建筑物轮廓范围内，将相交的三角面和包含在多边形内部的三角面提取出来，重新生成不规则三角网，并将与该部分三角面有对应位置关系的纹理数据提取出来，构造成目标建筑物实景三维模型，实现基于矢量物理切割的建筑物单体化。5.如权利要求1所述的基于实景三维模型的建筑物开洞率自动提取方法，其特征在于：步骤3中，进行建筑物立面影像图的制作时，将每个单体建筑物的实景三维模型根据其对应的轮廓矢量多边形，向每个墙面方向进行投影生成立面图，该过程包括三维建筑从初始所有研究对象统一所在的世界坐标系WorldSpace到以相机位置为坐标原点的相机视角空间CameraSpace的摄像机变换，以及从相机视角空间CameraSpace到投影空间ProjectionSpace...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯涛，陶鹏杰，牛壮群，李志颖，余洋，徐景中，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：