一种城市信息模型的构建方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种城市信息模型的构建方法及装置，涉及图像处理技术领域，包括：按照多个城市构建要素对目标城市的城市点云数据进行要素分割，确定与每个城市构建要素对应的多个单体点云数据；针对每个单体点云数据，按照该单体点云数据中各点所属的平面对该单体点云数据进行区域分割，获得多个平面区域，并根据多个平面区域之间的连接性，形成该单体点云数据对应的单体实例模型；针对每个单体实例模型，使用包含该单体实例模型对应的实物的多张卫星图片进行纹理贴图映射，以获得该单体实例模型对应的实例纹理模型；根据所获得的多个实例纹理模型，形成目标城市的城市信息模型。通过本申请的方法，简化了多要素构建城市信息模型的过程。型的过程。型的过程。

【技术实现步骤摘要】
一种城市信息模型的构建方法及装置


[0001]本申请涉及图像处理
，尤其涉及一种城市信息模型的构建方法及装置。

技术介绍

[0002]城市信息模型是以建筑信息模型、地理信息系统、物联网等技术为基础，整合城市地上地下、室内室外、历史现状未来多维多尺度信息模型数据和城市感知数据，构建起三维数字空间的城市信息有机综合体。
[0003]CIM（City Information Modeling，城市信息模型）本身包含了建筑、交通、植被、地形、水体、桥梁、隧道、规划等多个要素，现有技术中，由于各要素对应的数据源，涵盖了如卫星影像、倾斜摄影、激光点云、道路街景、GIS（地理信息科学）、OpenStreetMap（公开地图）等多种不同形式。
[0004]因此，现有技术中针对不同的要素模型构建所涉及的不同类型的数据源，往往需要分别建立不同的构建方法以完成对不同要素模型的构建，且各要素彼此之间的模型构建方法并不统一，增加了基于多要素构建城市信息模型的复杂程度。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请的目的在于至少提供一种城市信息模型的构建方法及装置，通过本申请的方法，简化了多要素构建城市信息模型的过程。
[0006]本申请主要包括以下几个方面：第一方面，本申请实施例提供一种城市信息模型的构建方法，方法包括：按照多个城市构建要素对目标城市的城市点云数据进行要素分割，确定与每个城市构建要素对应的多个单体点云数据；针对每个单体点云数据，按照该单体点云数据中各点所属的平面对该单体点云数据进行区域分割，获得多个平面区域，并根据多个平面区域之间的连接性，形成该单体点云数据对应的单体实例模型；针对每个单体实例模型，使用包含该单体实例模型对应的实物的多张卫星图片进行纹理贴图映射，以获得该单体实例模型对应的实例纹理模型；根据所获得的多个实例纹理模型，形成目标城市的城市信息模型。
[0007]在一种可能的实施方式中，按照多个城市构建要素对目标城市的城市点云数据进行区域分割，确定与每个城市构建要素对应的多个实例单体点云数据的步骤包括：获取目标城市的多张卫星图片；针对每张卫星图片，使用第一预设图像语义分割网络，按照多个城市构建要素对该张卫星图片进行像素级分割，获得该张卫星图片对应的分割结果图；对各卫星图片对应的分割结果图进行融合，确定融合分割结果图；将城市点云数据正射投影至融合分割结果图，以将城市点云数据参照融合分割结果图分割为与每个城市构建要素对应的多个单体点云数据。
[0008]在一种可能的实施方式中，通过以下方式确定每个单体点云数据对应的单体实例模型：按照该单体点云数据中各点所属的平面对该单体点云数据进行区域分割，获取多个平面区域，其中，每个平面区域包含属于同一平面的点；针对每个平面区域，通过预设平面
拟合模型对该平面区域内的多个点进行平面拟合，确定该平面区域对应的拟合平面；根据各拟合平面之间的连接性关系，确定各拟合平面之间连接过渡的平滑损失；结合各拟合平面的独立参数损失以及各拟合平面之间连接过渡的平滑损失，建立该单体实例模型的目标损失函数；根据目标损失函数，确定各平面区域对应的最优拟合平面；由所确定的各最优拟合平面形成该单体点云数据对应的单体实例模型。
[0009]在一种可能的实施方式中，通过以下方式获得每个单体实例模型对应的要素实例纹理模型：使用预设超分网络分别对包含该单体实例模型对应的实物的多张卫星图片进行图像处理，得到处理后的多张卫星图片；使用处理后的多张卫星图片对该单体实例模型进行纹理贴图映射，得到待处理实例纹理模型；再次使用预设超分网络对待处理实例纹理模型进行图像处理，得到该单体实例模型对应的实例纹理模型。
[0010]在一种可能的实施方式中，多个城市构建要素包括第一类构建要素和第二类构建要素，第一类构建要素为由多个实例组成的要素，第二类构建要素为描述整个城市形态的全局性要素，每个单体实例模型是根据与第一类构建要素对应的单体点云数据来确定的，其中，方法还包括：根据第二类构建要素对应的单体点云数据，确定目标城市的地理信息模型，其中，通过以下方式形成目标城市的城市信息模型：根据各单体实例模型对应的实例纹理模型以及地理信息模型，形成城市信息模型。
[0011]在一种可能的实施方式中，第二类构建要素包括地形要素，其中，通过以下方式获得地形要素对应的地理信息模型：根据目标城市的城市点云数据和正射影像，确定进行地形模拟的目标抑制区域图像；根据目标抑制区域图像，确定地形要素对应的单体点云数据；将地形要素对应的单体点云数据进行倒置处理，并对倒置处理后的结果进行地形模拟，确定目标城市的地理信息模型。
[0012]在一种可能的实施方式中，根据目标城市的城市点云数据和正射影像，确定进行地形模拟的目标抑制区域图像的步骤包括：使用第二预设图像语义分割网络，对城市点云数据进行分类处理，并将分类处理后的城市点云数据正射投影至预设平面，得到城市点云数据的二维特征图像；使用第三预设图像语义分割网络，识别目标城市的正射影像中的抑制区域，确定待处理抑制区域图像；根据二维特征图像和待处理抑制区域图像，确定进行目标城市的地形模拟的目标抑制区域图像。
[0013]在一种可能的实施方式中，根据地形模拟的目标抑制区域图像，确定地形要素对应的单体点云数据的步骤包括：针对目标抑制区域图像中的每个像素点：确定该像素点对应的像素通道值；判断该像素点对应的像素通道值是否处于黑色范围区间；若该像素点对应的像素通道值处于黑色范围区间，则将该像素点对应的城市点云数据中的点添加到地形要素对应的单体点云数据中；若该像素点对应像素通道值处于白色范围区间，则获取该像素点的邻近点集合，将邻近点集合中具备最小像素通道值的点添加到地形要素对应的单体点云数据中。
[0014]在一种可能的实施方式中，将地形要素对应的单体点云数据进行倒置处理，并对倒置处理后的结果进行地形模拟，确定目标城市的地理信息模型的步骤包括：获取用于进行地形模拟的布料；对布料进行初始化，并将地形要素对应的单体点云数据进行倒置处理；将初始化后的布料置于倒置后的地形要素对应的单体点云数据的上方；根据布料的预设重力系数、预设布料弹力系数进行对倒置后的地形要素对应的单体点云数据进行布料掉落物
理模拟；根据布料掉落物理模拟的过程中布料网格的变化，对地形要素对应的单体点云数据进行拟合，以确定目标城市的地理信息模型。
[0015]第二方面，本申请实施例还提供一种城市信息模型的构建装置，构建装置包括：第一分割模块，用于按照多个城市构建要素对目标城市的城市点云数据进行要素分割，确定与每个城市构建要素对应的多个单体点云数据；第二分割模块，用于针对每个单体点云数据，按照该单体点云数据中各点所属的平面对该单体点云数据进行区域分割，获得多个平面区域，并根据多个平面区域之间的连接性，形成该单体点云数据对应的单体实例模型；纹理映射模块，用于针对每个单体实例模型，使用包含该单体实例模型对应的实物的多张卫星图片进行纹理贴图映射，以获得该单体实例模型对应的实例纹理模型；模型创建模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市信息模型的构建方法，其特征在于，所述方法包括：按照多个城市构建要素对目标城市的城市点云数据进行要素分割，确定与每个城市构建要素对应的多个单体点云数据；针对每个单体点云数据，按照该单体点云数据中各点所属的平面对该单体点云数据进行区域分割，获得多个平面区域，并根据所述多个平面区域之间的连接性，形成该单体点云数据对应的单体实例模型；针对每个单体实例模型，使用包含该单体实例模型对应的实物的多张卫星图片进行纹理贴图映射，以获得该单体实例模型对应的实例纹理模型；根据所获得的多个实例纹理模型，形成目标城市的城市信息模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照多个城市构建要素对目标城市的城市点云数据进行区域分割，确定与每个城市构建要素对应的多个实例单体点云数据的步骤包括：获取目标城市的多张卫星图片；针对每张卫星图片，使用第一预设图像语义分割网络，按照多个城市构建要素对该张卫星图片进行像素级分割，获得该张卫星图片对应的分割结果图；对各卫星图片对应的分割结果图进行融合，确定融合分割结果图；将所述城市点云数据正射投影至所述融合分割结果图，以将所述城市点云数据参照所述融合分割结果图分割为与每个城市构建要素对应的多个单体点云数据。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定每个单体点云数据对应的单体实例模型：按照该单体点云数据中各点所属的平面对该单体点云数据进行区域分割，获取多个平面区域，其中，每个平面区域包含属于同一平面的点；针对每个平面区域，通过预设平面拟合模型对该平面区域内的多个点进行平面拟合，确定该平面区域对应的拟合平面；根据各拟合平面之间的连接性关系，确定各拟合平面之间连接过渡的平滑损失；结合各拟合平面的独立参数损失以及各拟合平面之间连接过渡的平滑损失，建立该单体实例模型的目标损失函数；根据所述目标损失函数，确定各平面区域对应的最优拟合平面；由所确定的各最优拟合平面形成该单体点云数据对应的单体实例模型。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式获得每个单体实例模型对应的要素实例纹理模型：使用预设超分网络分别对包含该单体实例模型对应的实物的多张卫星图片进行图像处理，得到处理后的多张卫星图片；使用处理后的多张卫星图片对该单体实例模型进行纹理贴图映射，得到待处理实例纹理模型；再次使用预设超分网络对所述待处理实例纹理模型进行图像处理，得到该单体实例模型对应的实例纹理模型。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多个城市构建要素包括第一类构建要素和第二类构建要素，第一类构建要素为由多个实例组成的要素，第二类构建要素为描述
整个城市形态的全局性要素，每个单体实例模型是根据与第一类构建要素对应的单体点云数据来确定的，其中，所述方法还包括：根据第二类构建要素对应的单体点云数据，确定目标城市的地理信息模型，其中，通过以下方式形成目标城市的城市信息模型：根据各单体实例模型对应的实例纹理模型以及地理信息模型，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周小平，王佳，曹宁宁，
申请(专利权)人：盈嘉互联上海建筑科技有限公司深圳市盈嘉互联科技有限公司盈嘉互联北京智慧科技有限公司佛山市盈嘉智慧空间科技有限公司深圳前海盈嘉数据服务有限公司嘉兴乌镇盈嘉千镇科技有限公司盈嘉互联科技山东有限公司，
类型：发明
国别省市：