[發(fā)明專(zhuān)利]建筑物三維模型語(yǔ)義化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110327613.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112712592B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉俊偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 泰瑞數(shù)創(chuàng)科技（北京）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06T17/05
• 分類(lèi)號(hào): G06T17/05;G06F16/55;G06F16/56;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06N20/10
• 代理公司: 北京中普鴻儒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11822
• 代理人: 楊洋

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于軟件圖紙的建筑物三維模型語(yǔ)義化方法，包括S1已知地理區(qū)域坐標(biāo)系建立；S2建筑功能語(yǔ)義分類(lèi)；S3構(gòu)建文本化語(yǔ)義模型；S4建筑屋頂語(yǔ)義識(shí)別以及文本化語(yǔ)義模型的驗(yàn)證；S5未知建筑類(lèi)型判別和未知城市數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。本發(fā)明的方法能夠在城市級(jí)別上精確進(jìn)行建筑的語(yǔ)義識(shí)別，從而指導(dǎo)城市水電氣、建筑本身、以及幫助其他行業(yè)搜尋目的智能管理和運(yùn)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種建筑物的三維模型語(yǔ)義化方法,尤其涉及一種建筑構(gòu)建的文本語(yǔ)義模型的組織方法,屬于建筑三維語(yǔ)義建模領(lǐng)域。

背景技術(shù)

建筑物標(biāo)識(shí)屬于智慧城市建設(shè)的一個(gè)項(xiàng)目工程，對(duì)于城市的數(shù)據(jù)化有著至關(guān)重要的作用。先前技術(shù)使用CAD、3DMAX、UG等軟件實(shí)現(xiàn)了單個(gè)建筑物個(gè)體的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和建筑構(gòu)件（墻體、地面、頂）及其參數(shù)進(jìn)行本地標(biāo)識(shí)和數(shù)據(jù)追蹤，但沒(méi)有進(jìn)行識(shí)別和歸類(lèi)。

三維語(yǔ)義建模是一種根據(jù)不同識(shí)別目標(biāo)的特征而構(gòu)建語(yǔ)義，從而在圖形載體上顯示出相應(yīng)的位置。三維現(xiàn)有語(yǔ)義建模大致有兩個(gè)方向，第一是無(wú)人機(jī)攝影獲得云點(diǎn)數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后構(gòu)筑在三角網(wǎng)絡(luò)下的數(shù)據(jù)體系，進(jìn)行建模，使得建筑能夠得到與周邊地理環(huán)境給予區(qū)分。但需要先期對(duì)于大量點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（如CN111915730A），并基于三角網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)圖形呈現(xiàn)和分割。第二種是基于實(shí)景圖片中依照FCN，SegNet，U-net DeconvNet等深度學(xué)習(xí)算法將不同目標(biāo)以不同顏色分割顯示在原圖相應(yīng)區(qū)域。而建筑構(gòu)件大多以四方面的形式構(gòu)成，因此三角網(wǎng)絡(luò)分割并不能準(zhǔn)確將完整的建筑構(gòu)件提取，也很難在三角網(wǎng)絡(luò)下計(jì)算得到可以標(biāo)引該建筑構(gòu)件的數(shù)據(jù)指針。

對(duì)于上述兩種現(xiàn)有的語(yǔ)義建模技術(shù)，首先都需要基于的實(shí)景拍攝，需要額外使用場(chǎng)外的拍攝設(shè)備即航拍設(shè)備如遙感攝影（CN111666856A）。在而在建筑分析中，基于圖紙或制作地圖是基本的分析方法，CN111008422A通過(guò)目標(biāo)實(shí)景BIM模型，進(jìn)行的幾何結(jié)構(gòu)的類(lèi)型劃分，重建了實(shí)地地圖。CN111368757A通過(guò)圖紙分割以及用途識(shí)別歸類(lèi)、利用機(jī)器學(xué)習(xí)得到柱大樣CAD圖紙?zhí)卣鲌D層分類(lèi)。該現(xiàn)有技術(shù)雖然目的都是架構(gòu)在圖紙上，但僅僅屬于語(yǔ)義建模領(lǐng)域的圖層級(jí)的分類(lèi)以及地圖重建，并不能細(xì)化到每一個(gè)建筑構(gòu)造的準(zhǔn)確識(shí)別。

同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)都沒(méi)有考慮利用CAD、3DMAX、UG等軟件圖紙上構(gòu)建語(yǔ)義識(shí)別模型，從而很少有對(duì)建筑物的整體功能分類(lèi)（屬于商用、居住還是生產(chǎn)）、構(gòu)建類(lèi)型（如通過(guò)屋頂類(lèi)型判別建筑風(fēng)格等）進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)建立。因此現(xiàn)有建筑數(shù)據(jù)地圖并沒(méi)有針對(duì)每一個(gè)軟件圖紙進(jìn)行整體模型建立以及數(shù)據(jù)庫(kù)的語(yǔ)義構(gòu)建方式，并且語(yǔ)義模型的直觀化概念也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，比如通過(guò)文本語(yǔ)義方式。從而限制了城市數(shù)據(jù)化的發(fā)展，以及智慧城市的建設(shè)所需要的基本大數(shù)據(jù)庫(kù)形成。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明從兩個(gè)方面考慮，第一將語(yǔ)義建模基于在圖紙類(lèi)軟件（如CAD、3DMAX、UG等軟件）中形成的圖紙上，摒棄了三角網(wǎng)絡(luò)，以地理坐標(biāo)系為基準(zhǔn)，重新定義建筑構(gòu)建的指針以及指針下的參數(shù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域化每一個(gè)特定地理位置中每一個(gè)建筑物的內(nèi)部構(gòu)建進(jìn)行精確的標(biāo)引和分類(lèi)識(shí)別，第二，通過(guò)文本化的語(yǔ)義建模，以直觀的圖形文字作為模型輸出，實(shí)現(xiàn)了建筑的直觀分析結(jié)果。

為此，本發(fā)明提供了一種基于軟件圖紙的建筑物三維模型語(yǔ)義化方法，其特征在于，S1已知地理區(qū)域坐標(biāo)系與圖紙庫(kù)的建立，包括建立已知區(qū)域地理坐標(biāo)系GL，將區(qū)域中建筑物或建筑物群給予劃分，形成多個(gè)地理子區(qū)域坐標(biāo)系L，在每一個(gè)坐標(biāo)系L下劃分出每一棟建筑物a，并將每一棟建筑物a在相應(yīng)的軟件圖紙中的幾何中心在L下的坐標(biāo)作為該建筑物指針P，從而建立多個(gè)地理子區(qū)域圖紙庫(kù)，多個(gè)地理子區(qū)域圖紙庫(kù)形成GL中的建筑物圖紙總庫(kù)K；