[發(fā)明專利]基于數(shù)字圖像技術的建筑容積率確定方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910033321.0
• 申請日: 2009-06-18
• 公開（公告）號: CN101614807A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發(fā)明（設計）人: 王慶;王慧青;沙月進;張寅;方鵬程;于冠男
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01B21/04;G01C11/00;G01B21/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 奚幼堅

1.一種基于數(shù)字圖像技術的建筑容積率確定方法，其特征是設有：

(1)用于全球衛(wèi)星定位的GNSS網絡；

(2)外業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：包括操作系統(tǒng)為Windows?Mobile?5.0及以上版本且安裝有外業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件的掌上電腦、數(shù)碼相機、GPS設備、全站儀設備以及藍牙模塊；

(3)內業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：設有內業(yè)數(shù)據(jù)處理軟硬件，包括SQL?SERVER、.Net?Framework2.0、Supermap?Objects2008、且安裝有內業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的計算機；

上述內業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過訪問地圖數(shù)據(jù)庫獲取地圖數(shù)據(jù)，傳輸至外業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的掌上電腦；采用GPS接收機進行坐標聯(lián)測，坐標轉換后獲得測區(qū)坐標轉換參數(shù)，將坐標轉換參數(shù)輸入掌上電腦外業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件中，由外業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件進行空間地理坐標投影轉換；把所接收的GPS經緯度坐標轉換為矢量底圖的平面坐標，并且將GPS點及其信息實時顯示在外業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件的人機交互界面上；進行外業(yè)測量時，布設GPS首級控制點，在首級控制點上設置全站儀獲取建筑物角點，將GPS控制點及建筑物角點作為像片控制點；運行在掌上電腦上的外業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件，通過藍牙通訊實時接收GPS或全站儀定位結果，結合已有底圖進行屏幕取點，根據(jù)現(xiàn)場測量和底圖信息構建像片控制點圖層、宗地圖層以及建筑物底層圖層；用數(shù)碼相機對建筑物進行拍照；外業(yè)工作結束后，將照片與外業(yè)采集數(shù)據(jù)上傳至內業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；基于像片控制點圖層，利用單張像片解算像片信息，然后通過立體相對解算得到復雜建筑物除底層外的不同平面位置樓層的建筑物角點的三維坐標；計算建筑物的總建筑面積，對統(tǒng)計區(qū)域進行宗地面積統(tǒng)計與計算，得到容積率。

2.根據(jù)權利要求1所述基于數(shù)字圖像技術的建筑容積率確定方法，其特征是按以下步驟：

(1)底圖導入：內業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過訪問地圖數(shù)據(jù)庫，下載地圖數(shù)據(jù)，制作外業(yè)調查底圖，將該數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線導入外業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的掌上電腦中；

(2)坐標聯(lián)測或參數(shù)輸入：采用高精度雙頻GPS接收機進行坐標聯(lián)測，進行坐標轉換獲得測區(qū)坐標轉換參數(shù)，將轉換參數(shù)輸入掌上電腦的外業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件中；由外業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件利用坐標轉換算法實時進行空間地理坐標投影轉換，把所接收的GPS經緯度坐標轉換為矢量底圖的平面坐標，并且將GPS點及其信息實時顯示在外業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件的人機交互界面上；

(3)像片控制點布設：在現(xiàn)場的視野開闊位置布設GPS首級控制點，基于首級控制點選擇建筑物角點作為像片控制點，像片控制點應保證在任意方向上能觀測到6個以上，同時在三維空間均有一定的延伸；在像片控制點不足6個的情況下，在附近的首級控制點上安置標牌，使像片控制點至少為6個；

(4)采集控制點信息生成控制點圖層：在首級控制點上，用GPS?RTK接收機進行觀測，獲得首級控制點的空間三維坐標；在首級控制點上安置全站儀，獲得建筑物角點的三維坐標，GPS和全站儀測得的點共同構成像片控制點圖層；

(5)采集界址點信息生成宗地圖層：若底圖資料為地形圖，在控制點圖層基礎上，利用GPS或全站儀獲得宗地界址點的三維坐標，實時傳輸至掌上電腦上的外業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件，構建宗地圖斑，生成宗地圖層；若底圖資料為地籍圖，參照步驟(6)，在掌上電腦上直接點選底圖上的宗地界址點，構建宗地圖層；

(6)采集建筑物信息生成建筑物底層圖層：通過現(xiàn)場調查，以掌上電腦上底圖為基礎，直接點選底圖上建筑物底層地物點，構建建筑物圖斑、錄入建筑物屬性，生成建筑物底層圖層；建筑物屬性設計有建筑物ID、樓層結構；每棟建筑物ID是唯一的，同一建筑物不同平面形狀的樓層通過該ID進行關聯(lián)，樓層結構表示建筑物不同平面形狀的樓層數(shù)，只有底層圖斑存在樓層結構屬性值，底層圖斑的層數(shù)即為樓層結構屬性值中的第一個數(shù)字；

(7)數(shù)碼相機實地拍照：采用數(shù)碼相機從能反映建筑物復雜度的方向拍攝建筑物的立體像對，組成立體像對的攝影角度應大于45°并小于135°，建筑物應處于像片的中間位置，并通過調焦攝影使比例尺盡可能最大；

(8)運行在掌上電腦上的外業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件將所有的空間和屬性信息保存為shapefile格式文件，直至外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作結束；

(9)外業(yè)數(shù)據(jù)導入內業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：將外業(yè)采集生成的像片控制點圖層、建筑物底層圖層、宗地圖層及數(shù)碼相機拍照的數(shù)碼像片通過數(shù)據(jù)線導入內業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中；若為簡單建筑物，則轉至步驟(12)，若為復雜建筑物，則執(zhí)行步驟(10)；

(10)單張像片解算像片信息：基于像片控制點圖層，利用像片控制點的在像片上的二維平面坐標以及外業(yè)全站儀采集的三維空間坐標，利用攝影測量理論，計算數(shù)碼像片的內方位元素、像片的外方位元素和畸變系數(shù)；其中，外方位元素包括攝影位置參數(shù)X_S、Y_S、Z_S和攝影姿態(tài)參數(shù)ω、κ，內方位元素包括影物鏡焦距f和像片像主點的圖像坐標x₀、y₀，像片像主點為物鏡中心在像片上的垂足點，物鏡畸變系數(shù)為k₁；

(11)立體像對解算平面坐標信息：根據(jù)復雜建筑物不同樓層平面位置不同的特點，在立體像對上獲取表達除底層外的不同面積樓層平面位置的建筑物角點的像片坐標，利用立體像對的前方交會原理，計算這些角點的空間三維坐標，并與外業(yè)生成的建筑物底層圖層共同組成了完整的建筑物圖層；

(12)建筑物總面積計算：遍歷所有建筑物圖層的圖斑，計算建筑物的建筑總面積；

(13)容積率計算：選擇容積率計算區(qū)域，該區(qū)域可以是一處宗地或若干處宗地，對該區(qū)域進行面積統(tǒng)計與計算，生成統(tǒng)計報表，計算容積率。