一种建筑垃圾堆放点体量估计方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种建筑垃圾堆放点体量估计方法和装置。该方法包括以下步骤：获得堆体的离散坐标点集；针对所述离散坐标点集，确定凸包点，生成凸包多边形；利用所述凸包多边形，形成初始三角网；针对初始三角网，构建三角网模型，以及利用所述三角网模型，进行建筑垃圾堆放点体量估计。放点体量估计。放点体量估计。

【技术实现步骤摘要】
一种建筑垃圾堆放点体量估计方法和装置


[0001]本专利技术涉及堆放点体量估计，尤其涉及建筑垃圾堆放点体量估计。

技术介绍

[0002]建筑垃圾(Construction and demolition waste，CDW)是工程渣土、工程泥浆、工程垃圾、拆除垃圾和装修类垃圾等的总称，包括新建、扩建、改建和拆除各种建筑物、构筑物、管网等以及居民装饰装修房屋过程中所产生的弃土、弃料及其他废弃物等。随着城市更新进程的不断发展，大规模建筑活动产生巨量建筑垃圾，加重了资源浪费、环境污染及城市容貌损坏等系列问题，对建筑垃圾有效处理能够减轻资源短缺、环境污染及市容破坏，促进建筑行业的可持续发展。针对建筑垃圾堆放点体量估算问题，近年来采用全站仪、GNSS RTK接收机或激光雷达等技术手段获取堆体表面一定密度的三维坐标点，或利用无人机获得影像数据，然后利用DTM法、方格网法、等高线、断面法等方法计算体量，在适用性和精度指标方面各有优势。但是现有的技术，在保持精度的情况下如何实现对建筑垃圾堆放点体量估算的动态监测与管理仍有不足。

技术实现思路

[0003]本专利技术鉴于现有技术的问题，用以解决现有技术中存在的一项或更多项的问题，至少提供一种有益的选择。
[0004]依据本专利技术的一个方面，提供了一种建筑垃圾堆放点体量估计方法，包括以下步骤：获得堆体的离散坐标点集；针对所述离散坐标点集，确定凸包点，生成凸包多边形；利用所述凸包多边形，形成初始三角网；针对初始三角网，构建三角网模型，以及利用所述三角网模型，进行建筑垃圾堆放点体量估计。
[0005]根据本专利技术的另一方面，提供了一种建筑垃圾堆放点体量估计装置，包括：离散坐标点获取单元，用于获得堆体的离散坐标点集；凸包多边形生成单元，针对所述离散坐标点集，确定凸包点，生成凸包多边形；三角网生成单元，利用所述凸包多边形，形成初始三角网；三角网模型构建单元，针对初始三角网，构建三角网模型；以及堆放点体量估计单元，利用所述三角网模型，进行建筑垃圾堆放点体量估计。
[0006]依据本专利技术的再一方面，提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现本专利技术的方法。
[0007]依据本专利技术的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，该可读存储介质上存储设备控制程序，当所述设备控制程序被处理器执行时，实现本专利技术的方法。
[0008]根据本专利技术的实施方式，由于离散坐标点的数据采集手段呈现多样化趋势，例如GNSS RTK可以实时获得离散坐标点数据，利用本技术方案可以实时估计建筑垃圾堆放点体量变化的动态估计结果，因而可以在保持精度的情况下实现对建筑垃圾的动态监测与管理。
附图说明
[0009]结合附图可以更好地理解本专利技术。附图只是示意性的，不是对本专利技术的保护范围的限制。
[0010]图1是示出了依据本专利技术的一种实施方式的建筑垃圾堆放点体量估计方法的示意性流程图。
[0011]图2示出了根据一种实施方式的顶点查找和删除的示意图。
[0012]图3示出了依据递归方法查找凸包点的示意图。
[0013]图4示出了依据本专利技术的一种实施方式的生成初始三角网的示意性流程图。
[0014]图5示出了当2个顶点高程均小于基准高程而1个顶点高程大于基准高程时的填方和挖方的示意图。
[0015]图6示出了当2个顶点高程均大于基准高程而1个顶点高程小于基准高程时的填方和挖方的示意图。
[0016]图7是示出了依据本专利技术的一种实施方式的建筑垃圾堆放点体量估计装置的示意性方框图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行说明。这些说明都是示例性的，旨在使本领域技术人员能够实现本专利技术的实施方式，不是对本专利技术的保护范围的限制。说明中也没有描述对于实际实施不可缺少，但是对于理解本专利技术无关的内容。
[0018]图1是示出了依据本专利技术的一种实施方式的建筑垃圾堆放点体量估计方法的示意性流程图。如图1所示，依据本专利技术的一种实施方式，依据本专利技术的建筑垃圾堆放点体量估计方法首先在步骤S100，获得堆体的离散坐标点集P＝{P1，P2，...，Pn}。可以通过由全站仪、GNSS RTK接收机、三维激光扫描仪等中的一种或任意组合采集得到建筑垃圾堆放点的离散坐标点，从而获得离散坐标点集。假设P(x，y，h)是离散坐标点集P＝{P1，P2，...，Pn}上任意碎部测量点。建筑垃圾堆放点形状极不规则，碎部测量点就是需要进行测量的点，一般是建筑垃圾堆体起伏变化的转折点。
[0019]然后，在步骤S200，针对该离散坐标点集，确定凸包点，生成凸包多边形。
[0020]根据一种实施方式，首先在该离散坐标点集中查找并删除四个顶点，从而形成新的点集P
’
。根据一种实施方式，首先遍历点集P，在P中查找上下左右4个顶点，其中x最小为Pxmin，y最大为Pymax，x最大为Pxmax，y最小为Pymin。然后，顺时针或逆时针连接所述上下左右四个顶点形成4条边，分别为Pxmin
‑
Pymax、Pymax
‑
Pxmax、Pxmax
‑
Pymin和Pymin
‑
Pxmin，将上下左右4个顶点从原点集P中删除进而形成新的点集P
’
。图2示出了根据该方法的顶点查找和删除的示意图。
[0021]根据一种实施方式，首先依次连接该上下左右4个顶点形成四条边，然后利用递归法求出凸包点。例如，假定Pymin
‑
Pxmax为第一条边，Pymin为该第一条边的起点，在查找Pymin
‑
Pxmax边左侧(外侧的示例)的凸包点时，从新的点集P
’
中找到位于Pymin
‑
Pxmax边左侧的所有碎部测量点，将其从点集P
’
中删除并归入到集合LeftPoints(外侧点集合的示例)中，并对集合LeftPoints作如下判断：
[0022]a.若该外侧点集合为非空集，则在该外侧点集合中查找距离该边最远的点FP，将
该最远的点FP确定为凸包点，并将所述凸包点FP归入凸包点集C中，将所述凸包点FP点从所述新的点集中删除，并由所述最远的点FP和该第一条边的逆时针方向一个顶点形成新边；采用递归方法以此类推，在该新边的外侧继续查找新的凸包点FP
’
，并将查找出来的新的凸包点归入凸包点集C中，将该新的凸包点从所述新的点集中删除；
[0023]b.若该外侧点集合为空集，则将该第一条边的顺时针方向的顶点归入凸包点集C；
[0024]然后，针对所述四条边中的其余边，利用上述步骤的方法查找出剩余的凸包点，并将凸包点归入集合C中，将确定的凸包点从所述新的点集中删除，最后连接相邻的凸包点生成凸包多边形。
[0025]接着，在步骤S300，利用所述凸包多边形，形成初始三角网。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑垃圾堆放点体量估计方法，其特征在于，包括以下步骤：获得堆体的离散坐标点集；针对所述离散坐标点集，确定凸包点，生成凸包多边形；利用所述凸包多边形，形成初始三角网；针对初始三角网，构建三角网模型，以及利用所述三角网模型，进行建筑垃圾堆放点体量估计。2.根据权利要求1所述的建筑垃圾堆放点体量估计方法，其特征在于，所述的离散坐标点集可以通过全站仪、GNSS RTK接收机、三维激光扫描仪等中的一种或任意组合测量获得。3.根据权利要求1所述的建筑垃圾堆放点体量估计方法，其特征在于，确定凸包点，生成凸包多边形的步骤包括：步骤1，查找并删除所述离散坐标点集中的上下左右四个顶点，从而形成新的点集；步骤2，顺时针或逆时针连接所述上下左右四个顶点，形成四条边；步骤3，查找第一条边外侧的凸包点，包括从所述新的点集中找到位于该边外侧的所有离散坐标点，将其从所述新的点集中复制并归入到外侧点集合中，并对该外侧点集合作如下判断：a.若该外侧点集合为非空集，则在该外侧点集合中查找距离该边最远的点FP，将该最远的点FP确定为凸包点，并将所述凸包点FP归入凸包点集C中，将所述凸包点FP点从所述新的点集中删除，并由所述最远的点FP和该第一条边的逆时针方向一个顶点形成新边；采用递归方法以此类推，在该新边的外侧继续查找新的凸包点FP
’
，并将查找出来的新的凸包点归入凸包点集C中，将该新的凸包点从所述新的点集中删除；b.若该外侧点集合为空集，则将该第一条边的顺时针方向的顶点归入凸包点集C；步骤4，针对所述四条边中的其余边，利用步骤3的方法查找出剩余的凸包点，并将凸包点归入集合C中，将确定的凸包点从所述新的点集中删除，最后连接相邻的凸包点生成凸包多边形。4.根据权利要求3所述的建筑垃圾堆放点体量估计方法，其特征在于，利用所述凸包多边形形成初始三角网的步骤包括：将所述新的点集中任意选取某一个离散坐标点作为待插点从所述新的点集中取出，与凸包多边形的每个凸包点相连，生成多个三角形，将生成的三角形加入三角形列表集T中，利用该三角形列表集T形成初始三角网。5.根据权利要求3所述的建筑垃圾堆放点体量估计方法，其特征在于，利用所述凸包多边形形成初始三角网的步骤包括：利用下式计算由凸包点集C＝{C1，C2，
…
，C
m
}构成的平面的平面几何中心坐标：式中，(x
C
，y
C
)为由凸包点集C＝{C1，C2，
…
，C
m
}构成的平面的平面几何中心坐标；为凸包点集C中第i个凸包点的平面坐标，其中，i＝1，2，
…
，m；对所述新的点集中所有离散坐标点进行遍历，计算距离平面几何中心(x
C
，y
C
)最近的点，作为待插点，记为p
x
，即：
p
x
＝p
′
i
ꢀꢀꢀꢀ
(2)式中，p
′
i
满足其中，为所述新的点集中某个离散坐标点p
′
i
的平面坐标；接着，将p
x
作为待插点从所述新的点集中取出，与凸包多边形的每个凸包点相连，生成多个三角形，将生成的三角形加入三角形列表集T中，利用该三角形列表集T形成初始三角网。6.根据权利要求3所述的建筑垃圾堆放点体量估计方法，其特征在于，利用所述凸包多边形形成初始三角网的步骤包括：利用下式计算由凸包点集C＝{C1，C2，
…
，C
m
}构成的空间的三维几何中心坐标：式中，(x
C
，y
C
，h
C
)为由凸包点集C＝{C1，C2，
…
，C
m
}构成的空间的三维几何中心坐标；为凸包点集C中第i个凸包点的三维坐标，其中，i＝1，2，
…
，m；对所述新的点集中所有离散坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：周命端，姬旭，师佳艺，王钟正，田野，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：