【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土木工程计算流体力学，特别是指一种基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建方法与装置。
技术介绍
1、随着全球气候变化的加剧，城市面临着多种气候问题，应用计算流体力学研究城市中的通风设计、行人舒适度以及热岛效应等一系列问题至关重要。在进行计算流体力学研究时，研究对象的几何模型形态会显著影响计算流体力学中的流场分布信息。因此，为了获取更准确的流场信息，构建更高精度的模型对于计算流体力学研究是一项必需工作。
2、现有计算流体力学研究建立的模型大多局限于简化的体块模型，但简化的体块模型无法捕捉流场细节。近些年来随着无人机、传感器等技术的不断发展而产生的倾斜摄影建模技术弥补了简化体块模型的不足，能高真实度的还原城市建筑物外观。但倾斜摄影模型存在高存储空间、缺陷、畸变的不足，不能直接用于计算流体力学研究。在此背景下，如果构建一种解决模型精细度问题的计算流体力学模型，则可以获取更精细的流场来研究城市中的气候问题，显著释放倾斜摄影模型在后续诸多应用中的潜力。
3、目前，在现有技术中缺乏一种解决三维计算流体力学模型精细度问题的模型构建方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建方法与装置，以解决目前在现有技术中缺乏一种解决三维计算流体力学模型精细度问题的模型构建方法的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供了一种基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型
4、获取目标区域的倾斜摄影数据；
5、基于所述目标区域的倾斜摄影数据，建立目标区域的三维模型；其中，所述目标区域的三维模型包括所述目标区域内的每一建筑物对应的建筑三维模型；
6、获取被选定的建筑三维模型，计算被选定的建筑三维模型的几何复杂度；
7、基于预设的模型修正准则，根据被选定的建筑三维模型的几何复杂度，对被选定的建筑三维模型进行处理，以构建适合城市建筑物计算流体力学模拟的模型。
8、进一步地，在建立目标区域的三维模型之后，所述方法还包括：
9、对目标区域的三维模型中的每一建筑三维模型进行编号；
10、所述获取被选定的建筑三维模型的方式为：获取用户输入的编号及建筑物层高，以用户输入的编号所对应的建筑三维模型作为被选定的建筑三维模型。
11、进一步地，所述计算被选定的建筑三维模型的几何复杂度，包括：
12、计算被选定的建筑三维模型的水平方向上的复杂度；
13、计算被选定的建筑三维模型的竖直方向上的复杂度。
14、进一步地，所述计算被选定的建筑三维模型的水平方向上的复杂度，包括：
15、根据用户输入的建筑物层高，从被选定的建筑三维模型的底面开始，沿着被选定的建筑三维模型的高度方向，对被选定的建筑三维模型进行切片，以得到被选定的建筑三维模型不同高度的横截面离散多边形图像；
16、对获取的各横截面离散多边形图像分别进行缩放处理；
17、获取缩放后的每一横截面离散多边形图像的最小外接矩形；
18、对每一横截面离散多边形图像及其最小外接矩形进行插值处理，使得每一横截面离散多边形图像与其最小外接矩形的离散点数相同；
19、计算插值处理后的每一横截面离散多边形图像与其最小外接矩形的fréchet距离，得到一组fréchet距离数据并计算出其均方根，以计算出的该组fréchet距离数据的均方根作为被选定的建筑三维模型的水平方向上的复杂度。
20、进一步地，所述对获取的各横截面离散多边形图像分别进行缩放处理，包括：
21、将各横截面离散多边形图像分别按照各自对应的等效直径进行缩放。
22、进一步地，所述计算被选定的建筑三维模型的竖直方向上的复杂度，包括：
23、根据用户输入的建筑物层高，从被选定的建筑三维模型的底面开始，沿着被选定的建筑三维模型的高度方向，对被选定的建筑三维模型进行切片，以得到被选定的建筑三维模型不同高度的横截面离散多边形图像；
24、对获取的各横截面离散多边形图像分别进行缩放处理；
25、按照从获取的所有横截面离散多边形图像中任取两个进行组合的方式，得到所有可能的横截面离散多边形图像组合，计算每个组合中的两个横截面离散多边形图像的fréchet距离数据，得到一组fréchet距离数据并计算其均方根误差，以计算出的均方根误差作为被选定的建筑三维模型的竖直方向上的复杂度；其中，每次计算fréchet距离前需要对离散点数量较少的横截面离散多边形图像进行插值处理，以让两个横截面离散多边形图像的离散点数相同。
26、进一步地，所述对获取的各横截面离散多边形图像分别进行缩放处理，包括：
27、将各横截面离散多边形图像分别按照被选定的建筑三维模型底面的横截面离散多边形文件的最大等效直径进行缩放。
28、进一步地，所述对每一横截面离散多边形图像及其最小外接矩形进行插值处理，使得每一横截面离散多边形图像与其最小外接矩形的离散点数相同，包括：
29、基于横截面离散多边形图像的形心按照预设的顺序向横截面离散多边形图像对应的最小外接矩形进行投影，投影点即插值点。
30、进一步地，所述基于预设的模型修正准则，根据被选定的建筑三维模型的几何复杂度，对被选定的建筑三维模型进行处理，包括：
31、根据被选定的建筑三维模型的水平方向上的复杂度和竖直方向上的复杂度，确定被选定的建筑三维模型的类别；其中，模型的类别分为低精细度模型、中等精细度模型以及高精细度模型；
32、根据被选定的建筑三维模型的类别，对被选定的建筑三维模型进行处理；其中，
33、若被选定的建筑三维模型为低精细度模型，则通过将被选定的建筑三维模型的二维底面轮廓沿着高度方向进行拉伸获得简化模型，完成模型处理；
34、若被选定的建筑三维模型为中等精细度模型，则通过预设的体素化算法得到被选定的建筑三维模型对应的体素化模型，完成模型处理；
35、若被选定的建筑三维模型为高精细度模型，则通过对被选定的建筑三维模型进行修正，获得被选定的建筑三维模型对应的精细化模型，完成模型处理；
36、通过将处理后的各模型组合在一起，获得满足需求的三维计算流体力学模型。
37、另一方面，本专利技术还提供了一种基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建装置，所述基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建装置包括：
38、数据获取模块，用于获取目标区域的倾斜摄影数据；
39、目标区域三维模型构建模块，用于基于所述数据获取模块所获取的所述目标区域的倾斜摄影数据，建立目标区域的三维模型；其中，所述目标区域的三维模型包括所述目标区域内的每一建筑物对应的建筑三维模型；
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【技术保护点】
1.一种基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建方法，其特征在于，在建立目标区域的三维模型之后，所述方法还包括：
3.如权利要求2所述的基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建方法，其特征在于，所述计算被选定的建筑三维模型的几何复杂度，包括：
4.如权利要求3所述的基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建方法，其特征在于，所述计算被选定的建筑三维模型的水平方向上的复杂度，包括：
5.如权利要求4所述的基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建方法，其特征在于，所述对获取的各横截面离散多边形图像分别进行缩放处理，包括：
6.如权利要求3所述的基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建方法，其特征在于，所述计算被选定的建筑三维模型的竖直方向上的复杂度，包括：
7.如权利要求6所述的基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建方法，其特征在于，所述对获取的各横截面离散多边形图像分别进行缩放处理，包括：
8.如权利要求4所述的基于倾斜摄影的
9.如权利要求3所述的基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建方法，其特征在于，所述基于预设的模型修正准则，根据被选定的建筑三维模型的几何复杂度，对被选定的建筑三维模型进行处理，包括：
10.一种基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建方法，其特征在于，在建立目标区域的三维模型之后，所述方法还包括：
3.如权利要求2所述的基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建方法，其特征在于，所述计算被选定的建筑三维模型的几何复杂度，包括：
4.如权利要求3所述的基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建方法，其特征在于，所述计算被选定的建筑三维模型的水平方向上的复杂度，包括：
5.如权利要求4所述的基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建方法，其特征在于，所述对获取的各横截面离散多边形图像分别进行缩放处理，包括：
6.如权利要求3所述的基于倾斜摄影的三维计算流体力学模型构建方...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾栋炼，张宁，许镇，岳清瑞，田源，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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