[發明專利]一種基于二維矢量自動創建CityGML模型的方法

在審

• 申請號: 202111348540.5
• 申請日: 2021-11-15
• 公開（公告）號: CN114037810A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 陳利;姚維琛;王亞平;王晶;王星宇
• 申請（專利權）人: 陜西天潤科技股份有限公司
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10;G06F30/20;G06F30/13;G06F119/02
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 李薇

本發明公開了一種基于二維矢量自動創建CityGML模型的方法，包括將建筑物面要素分成地板、側墻和屋頂三部分；然后獲取建筑物二維矢量數據并獲取建筑物的頂部高度和底部高度數據；利用建筑物ID屬性對于相同建筑物ID的對象進行組合，利用布爾運算處理建筑物體與體之間拓撲關系，最后生成完整的建筑物模型。本發明生成的模型區分了屋頂，側墻，地板等信息，可以分別針對于屋頂、側墻以及地板進行單獨的應用分析，更好的發揮三維模型的應用效果。

技術領域

本發明涉及三維建模技術領域，尤其涉及一種基于二維矢量自動創建CityGML模型的方法。

背景技術

城市地理標記語言(CityGML)是一種用于3D城市和景觀模型的建模和交換的概念，以及用于表示3D城市對象的通用信息模型。它根據幾何、拓撲、語義和外觀屬性定義了城市和區域模型中最相關的地形對象的類和關系。包括主題類之間的概括層次結構、聚合、對象之間的關系和空間屬性。與其他3D矢量格式相比，CityGML基于豐富的、通用信息模型以及幾何和圖形內容，允許將虛擬3D城市模型用于不同應用領域的復雜分析任務，如模擬、城市數據挖掘、設施管理和主題查詢。

目前三維建模人工工作量巨大，并且模型均以幾何結構添加紋理信息進行表達，幾何結構表達的是一個整體，后續應用時無法單獨對于屋頂、地板或者墻體進行分析應用，建筑物的屬性信息也是作為外部鏈接進行掛接。

發明內容

本發明為解決上述問題，提供一種基于二維矢量自動創建CityGML模型的方法，明確區分了屋頂，側墻，地板信息，以方便進行建筑物各個面要素的單獨應用分析。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

根據CityGML2.0標準中建筑LOD2模型的定義，通過表達建筑物的地板，建筑物的側墻，建筑物的屋頂三個部分來表達整個建筑物。具體的步驟如下：

第一步：定義建筑物面要素中法線垂直地面朝下的面為地板，定義建筑物面要素中法線朝向四周的面為側墻，定義除地板以及側墻以外的面要素為屋頂。

第二步：獲取建筑物的二維矢量輪廓線；

第三步：獲取建筑物的高度信息，包括屋頂高度及底部高度；建筑物底部高度的精確度直接影響模型的精度。建筑物頂部高度的精確度直接影響模型的精度。

第四步：定義建筑物的屬性字段包括必要字段和可選字段：必要字段包括：ObjectID、建筑物ID、建筑物頂部高度、建筑物的底部高度等，可選字段根據需求進行添加。

第五步：利用定義的建筑物的地板，側墻，屋頂的規則，建筑物的輪廓線，建筑物的高度信息進行CityGML模型的創建；根據ObjectID和建筑物ID的信息進行建筑物的合并和拓撲處理。

上述方法的步驟三中，建筑物的底部高度數據通過指定的固定高度值或采用DEM數據獲取，DEM數據包括網絡公開的30M間距DEM數據或測繪單位獲取的DEM數據。

上述方法的步驟三中，建筑物的頂部高度數據通過指定固定高度值或通過利用航空影像進行空中三角測量匹配DSM數據，或者利用機載點云獲取，或者利用街景或航空影像判斷建筑物的樓層并按一層3米進行建筑物高度計算。

上述方法的步驟五中，利用建筑物ID屬性對于相同建筑物ID的對象進行組合，利用布爾運算進行建筑體與體之間拓撲關系的處理。

采用本發明的產生的有益效果為：

(1)本發明可以利用高度信息(DEM DSM)矢量數據快速創建模型，并且模型區分屋頂，側墻，地板等信息，并且將建筑物屬性信息全部添加至模型中。

(2)相比傳統的結構化的三維模型，本發明生成的結構語義化模型可以更好的進行分析應用，可以分別針對于屋頂、側墻以及地板進行單獨的應用分析，更好的發揮三維模型的應用效果。