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专利号: 201911038995X
申请人: 桂林理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种真平方正射影像制作方法,该方法是在真正射影像的基础之上增加三维可量测信息(x,y,z)和墙面纹理信息,它不仅能够提供目前真正射影像所具有的二维几何位置信息(x,y)和地表灰度信息,而且能够提供三维几何位置(x,y,z)和墙面纹理信息,制作T2OM的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一:T2OM的数据结构设计:

设计真平方正射影像的数据结构,该数据结构包括3部分:影像元数据、像素数据和建筑物数据;

2

步骤二:TOM的数据获取与存储,包括:

步骤(2-1),从真正射影像中提取影像数据,从数字建筑物模型中提取建筑物数据;

步骤(2-2),建筑物二维水平坐标转换为Morton码;

步骤(2-3),影像数据、建筑物数据、建筑物墙面纹理数据依次存入对应Morton码的数据结构表中;

步骤三:建筑物T2OM的空间索引创建,包括:

步骤(3-1),建立所有建筑物索引表,利用基于文件方式和基于关系数据库方式的联合管理方式来管理所有建筑物T2OM;

步骤(3-2),通过点选和框选两种方式在T2OM的二维影像中进行建筑物检索;

步骤四:建筑物三维建模及编辑,包括:

步骤(4-1),确认建筑物ID后在像素数据和建筑物数据中调用建筑物三维空间信息,构建三维建筑模型并显示;

步骤(4-2),添加建筑物三维量测功能,包括计算体积、面积、距离;

步骤(4-3),添加建筑物纹理信息查询功能,如建筑物墙面纹理,建筑物顶点坐标。

2.根据权利要求1所述的一种真平方正射影像制作方法,其特征在于,设计真平方正射影像的数据结构由包括3部分:影像元数据、像素数据和建筑物数据;其中,像素数据是栅格数据,建筑物数据是矢量数据,每个像素在计算机内以二进制变长字段存贮;

影像元数据包含投影坐标系、大地坐标起始点、分辨率、宽度、高度等以及像素数据和建筑物数据的存储地址;

像素数据包含地表灰度信息、像素高程和像素所属建筑物ID;像素数据存储二维影像数据每一个像素高程值以及像素所属的建筑物ID号;如果像素不属于任何一栋建筑物则该记录为空值;

建筑物数据包含建筑物ID、建筑物顶点坐标和墙面纹理地址。

3.根据权利要求1所述的一种真平方正射影像制作方法,其特征在于,T2OM的像素数据,不仅存储地表灰度信息,同时存储每个像素的高程数据,使其具备三维空间信息;

通过分析高程数据中建筑物高度以识别建筑物轮廓,确定每栋建筑物的范围;

根据建筑物的范围从数字建筑物模型将建筑物高程提取出来,并保存到T2OM像素数据中,用于三维建筑模型构建。

4.根据权利要求1所述的一种真平方正射影像制作方法,其特征在于,T2OM的建筑物数据除了保存建筑物ID外,同时保存建筑物墙面边界的顶点坐标值、建筑物墙面纹理地址;

建筑顶点坐标值使用Morton码进行存储,将原来的顶点(x1,y1)转化为Morton码进行存储,建筑物的一个墙面水平坐标存储为(M1,M2);

转化Morton码使用以下公式计算:

其中,0≤i,j≤2n, 表示向下取整,mod()表示取余;

建筑物墙面纹理按照对应建筑物每个墙面水平坐标存储顺序进行储存,一个(M1,M2)映射一张墙面纹理,保证在建筑物三维建模时,纹理能够准确贴在对应的墙面,同时能够减少纹理坐标存储空间;

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像素数据、建筑物数据通过唯一的标志符,即建筑物ID进行链接,建筑物ID是指向TOM的指针,它们与墙面纹理ID,地理坐标和高程信息链接,可以直接被用作空间索引;根据所述影像数据中的任一像素建筑物ID进行建筑物三维坐标信息、高程信息和纹理信息提取。

5.根据权利要求1所述的一种真平方正射影像制作方法,其特征在于,建立建筑物T2OM

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的空间索引关系,把TOM每个建筑物的水平投影作为一个影像块,将所有建筑物的TOM以块作为单元,块之间利用正射影像的地理坐标进行合并和单独检索;

建立所有建筑物索引表,利用基于文件方式和基于关系数据库方式的联合管理方式来管理所有建筑物T2OM,墙面纹理采用文件方式来管理,建筑物T2OM、3D建筑物模型ID和墙面纹理ID采用关系数据库方式进行管理。

6.根据权利要求1所述的一种真平方正射影像制作方法,其特征在于,选择性进行模型显示减少计算量而加快模型构建的效果,其中建筑物三维模型、建筑物墙面纹理和高程“隐藏”起来,可以选择性地显示指定建筑物的墙面纹理和高程以及3D真实景观图:在影像大范围显示时,不显示全部建筑物模型,建筑物模型显示采用点选和框选两种方式进行选择;

通过点选方式可以显示单栋三维建筑模型,当点选位置在建筑物以外范围则没有响应;

通过框选方式可以显示目标范围内所有的建筑物模型,这样能够极大程度减少系统的数据量和绘制量,保证系统的流程度。

7.根据权利要求7所述的一种真平方正射影像制作方法,其特征在于,可查询到目标建筑物的ID、坐标、高程、墙面纹理以及面积、体积,同时提供三维距离测量;

建筑物面积可以通过快速检索T2OM的建筑物ID重复次数确定像素数量,像素和像素数量相乘即可得到建筑物面积,建筑物体积可通过建筑物面积和建筑物高程相乘得到;

平面距离量测利用行号差和列号差使用直角三角形斜边计算公式计算得到,三维距离则是平面距离加上高程再次利用直角三角形斜边公式计算得到。