一种城市实景三维模型构建方法和电子设备技术

本发明专利技术提供了一种城市实景三维模型构建方法和电子设备，所述方法包括：采集影像数据和点云数据；分别对所述影像数据和点云数据进行数据处理；利用影像数据建立单体化模型和数字正射影像图，利用点云数据建立数字高程模型；利用所述数字正射影像图和数字高程模型建立地形场景模型；利用所述地形场景模型和单体化模型建立城市实景三维模型。本发明专利技术通过采集影像数据和点云数据，对影像数据进行处理，得到单体化模型和数字正射影像图；通过对点云数据进行处理，得到数字高程模型，利用数字正射影像图和数字高程模型建立地形场景模型，利用地形场景模型和每个建筑物的单体化模型叠加，得到城市实景三维模型，采用本发明专利技术建立的城市实景三维模型效率高。实景三维模型效率高。实景三维模型效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种城市实景三维模型构建方法和电子设备


[0001]本专利技术涉及城市实景三维模型构建
，尤其涉及一种城市实景三维模型构建方法和电子设备。

技术介绍

[0002]城市实景三维模型可以为城市规划、城市建设及智慧管理等方面提供支撑和保障。
[0003]目前实景三维建设技术主要包括以测绘数字地形数据构建实景三维的方法、以数字高程数据为基础的实景三维构建、基于倾斜影像数据的软件半自动实景三维构建和基于三维激光扫描技术的实景三维构建技术，前两种方法属于传统的实景三维构建技术，存在着地形数据获取手段复杂，模型构建周期长，人工成本高等问题；后两种方法是目前较为先进的技术手段，在实际三维实景模型构建中应用较为广泛，但基于倾斜影像的半自动三维构建的模型精度较低，通过三维激光扫描技术获取点云构建模型可以解决精度低的问题，但仅通过处理激光点云数据进行城市级大规模的三维实景建模成本太高。综上所述，目前传统或非传统的三维实景构建方法都只能满足特定的工作需求，且建模效率低。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种城市实景三维模型构建方法，其解决了现有技术中存在的目前传统或非传统的三维实景构建方法都只能满足特定的工作需求，且建模效率低的问题。
[0005]根据本专利技术的实施例，一种城市实景三维模型构建方法，所述方法包括：
[0006]采集影像数据和点云数据；
[0007]分别对所述影像数据和点云数据进行数据处理；
[0008]利用影像数据建立单体化模型和数字正射影像图，利用点云数据建立数字高程模型；
[0009]利用所述数字正射影像图和数字高程模型建立地形场景模型；
[0010]利用所述地形场景模型和单体化模型建立城市实景三维模型。
[0011]本专利技术的技术原理为：利用无人机在目标区域获取采集影像数据和点云数据，通过对影像数据进行处理后，建立每个建筑物的单体化模型和数字正射影像图；通过对点云数据进行处理后，建立数字高程模型；将所述数字正射影像图和数字高程模型导入三维GIS平台中，获得地形场景模型，将每个建筑物的单体化模型叠加在地形场景模型上，获得城市实景三维模型，通过采用本专利技术建立的城市实景三维模型精度高，受众面大，且效率高。
[0012]作为本专利技术的一种可选实施例，可选地，对所述影像数据进行处理包括：
[0013]对所述影像数据进行空中三角测量；
[0014]匹配出相邻所述影像数据之间的同名点，并利用倾斜摄影软件对同名点进行影像自由网空三平差，获取每个检查点的误差值；
[0015]对影像数据中的连接点、控制点和POS数据进行光束法约束平差处理，获取处理后的连接点、内方位元素和外方位元素。
[0016]作为本专利技术的一种可选实施例，可选地，所述检查点的误差值用于用于评估同名点的匹配度；所述获取每个检查点的误差值包括：
[0017]在相邻所述影像数据之间的同名点中选取多个检查点；
[0018]对检查点进行影像自由网空三平差，获取每个检查点的误差值。
[0019]作为本专利技术的一种可选实施例，可选地，所述建立单体化模型包括：
[0020]基于影像数据、连接点、内方位元素和外方位元素，利用倾斜摄影软件建立三维模型；
[0021]将所述三维模型、连接点、内方位元素和外方位元素导入三维建模软件中，根据每个单体化建筑物的位置、形状和结构信息进行建立每个建筑物各自的初始单体化模型；
[0022]利用中误差与误差最大值对每个初始单体化模型进行精度评价，获得所述单体化模型。
[0023]作为本专利技术的一种可选实施例，可选地，所述建立数字正射影像图包括：
[0024]在数字摄影测量系统中，利用所述数字高程模型、内方位元素和外方位元素对所述影像数据进行纠正，并输出每个影像数据的正射纠正成果；
[0025]对正射纠正成果进行拼接和镶嵌，获取所述数字正射影像图。
[0026]作为本专利技术的一种可选实施例，可选地，对所述点云数据进行处理包括：
[0027]对所述点云数据进行滤波，并提取出初始地面；
[0028]基于所述初始地面进行不规则三角网的滤波算法，得到地面点云数据；
[0029]对所述地面点云数据进行分类纠正。
[0030]作为本专利技术的一种可选实施例，可选地，所述利用点云数据建立数字高程模型包括：
[0031]在点云自动分类软件中进行设置格网尺寸、外扩缓冲区和最大三角网尺寸，并利用所述地面点云数据建立数字高程模型。
[0032]作为本专利技术的一种可选实施例，可选地，所述利用所述地形场景模型和单体化模型建立城市实景三维模型包括：
[0033]将所述数字正射影像图和数字高程模型导入三维GIS平台中，获得地形场景模型；
[0034]将所述地形场景模型和单体化模型导入三维建模软件中，对所述形场景模型和单体化模型进行叠加，获得所述城市实景三维模型。
[0035]作为本专利技术的一种可选实施例，可选地，所述方法还包括：
[0036]在采集影像数据和点云数据时，根据目标区域的地形，来进行划分多个航摄分区；
[0037]无人机根据划分的所述航摄分区进行分别采集所述影像数据和点云数据。
[0038]另一方面，根据本专利技术实施例，还提供了一种电子设备，包括：
[0039]存储器，其上存储有计算机程序；
[0040]处理器，用于执行所述存储器中的所述程序，以实现实施例1所述的城市实景三维模型构建方法。
[0041]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过无人机采集目标区域的影像数据和点云数据，通过对影像数据进行处理，获取到连接点、内方位元素和外方位元
素，建立每个建筑物的单体化模型和数字正射影像图，利用连接点、内方位元素和外方位元素对来确定每个建筑物的具体位置、形状和结构，可提高城市实景三维模型的精度；通过对点云数据进行处理，在点云自动分类软件中建立数字高程模型，利用数字正射影像图和数字高程模型建立地形场景模型，在三维软件中，利用地形场景模型和每个建筑物的单体化模型进行叠加，得到城市实景三维模型，通过采用上述方式建立的城市实景三维模型效率高，且受众面大。
附图说明
[0042]图1为本专利技术实施例1的一种城市实景三维模型构建方法的流程图。
具体实施方式
[0043]下面结合附图及实施例对本专利技术中的技术方案进一步说明。
[0044]实施例1
[0045]如图1所示，本专利技术实施例提出了一种城市实景三维模型构建方法，所述方法包括：
[0046]S1，采集影像数据和点云数据；
[0047]S2，分别对所述影像数据和点云数据进行数据处理；
[0048]S3，利用影像数据建立单体化模型和数字正射影像图，利用点云数据建立数字高程模型；
[0049]S4，利用所述数字正射影像图和数字高程模型建立地形场景模型；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市实景三维模型构建方法，其特征在于,所述方法包括：采集影像数据和点云数据；分别对所述影像数据和点云数据进行数据处理；利用影像数据建立单体化模型和数字正射影像图，利用点云数据建立数字高程模型；利用所述数字正射影像图和数字高程模型建立地形场景模型；利用所述地形场景模型和单体化模型建立城市实景三维模型。2.如权利要求1所述的一种城市实景三维模型构建方法，其特征在于，对所述影像数据进行处理包括：对所述影像数据进行空中三角测量；匹配出相邻所述影像数据之间的同名点，并利用倾斜摄影软件对同名点进行影像自由网空三平差，获取每个检查点的误差值；对影像数据中的连接点、控制点和POS数据进行光束法约束平差处理，获取处理后的连接点、内方位元素和外方位元素。3.如权利要求2所述的一种城市实景三维模型构建方法，其特征在于，所述检查点的误差值用于用于评估同名点的匹配度；所述获取每个检查点的误差值包括：在相邻所述影像数据之间的同名点中选取多个检查点；对检查点进行影像自由网空三平差，获取每个检查点的误差值。4.如权利要求2所述的一种城市实景三维模型构建方法，其特征在于，所述建立单体化模型包括：基于影像数据、连接点、内方位元素和外方位元素，利用倾斜摄影软件建立三维模型；将所述三维模型、连接点、内方位元素和外方位元素导入三维建模软件中，根据每个单体化建筑物的位置、形状和结构信息进行建立每个建筑物各自的初始单体化模型；利用中误差与误差最大值对每个初始单体化模型进行精度评价，获得所述单体化模型。5.如权利要求4所述的一种城市实景三维模型构建方法，其特征在于，所述建立数...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，罗振威，李骁，陈文典，刘晓华，吴亮，陈凯，石吉宝，刘志勇，谭明珠，曽诗晴，牛阳，李新双，范云松，秦太国，邓芳，
申请(专利权)人：成都市勘察测绘研究院成都市基础地理信息中心，
类型：发明
国别省市：