[发明专利]一种基于遥感影像确定城市三维重心的方法及其应用

权利要求书

1.一种基于影像确定城市三维重心的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，获取目标城市的一个或多个目标区域的影像以及所述目标区域的城市地籍和/或地形数据；

步骤2，对所获取的影像进行预处理；

步骤3，基于所获取的影像以及所述目标区域的城市地籍和/或地形数据提取所述目标区域的各个建筑的轮廓；

步骤4，基于所获取的影像以及所述目标区域的城市地籍和/或地形数据提取所述目标区域的各个建筑的高度；

步骤5，以预定尺度绘制覆盖所述目标区域的正方形格网，所述正方形格网具有若干正方形标准单元；

步骤6，基于所获得的所述目标城市的各个建筑的轮廓和高度数据，采用所绘制的所述目标区域的正方形格网将各建筑划分在所述正方形格网的一个个的标准单元内；

步骤7，计算所述正方形格网的每个标准单元内的建筑总体积，从而计算出每个标准单元内的平均建筑高度；

步骤8，基于所述正方形格网的每个标准单元内的平均建筑高度，生成所述目标区域的建筑高度等值线；

步骤9，基于所生成的所述目标区域的建筑高度等值线获得所述目标区域的三维立体模型；

步骤10，沿水平面方向对所述三维立体模型进行分割，以获得与水平面平行的若干建筑薄层；

步骤11，分别计算每个建筑薄层的重心的平面坐标(x,y)和高度坐标(z)；

步骤12，基于各个建筑薄层重心的三维坐标及各个薄层的体积计算各薄层的组合体的重心的三维坐标。

2.根据权利要求1所述的确定城市三维重心的方法，其特征在于，所述步骤4中，提取所述目标区域的各个建筑的高度的步骤包括：

步骤4-1，获取所述目标区域内若干已知建筑物的高度数据；

步骤4-2，基于所述影像，对于所述目标区域中的每个建筑，评估该建筑的多条特征线的提取难度；

步骤4-3，对于每个建筑，基于对多条特征线的提取难度的评估，选取最低难度的特征线；

步骤4-4，从所述影像中提取选定的特征线；

步骤4-5，基于所述目标区域内已知的建筑物高度数据反算所述影像的摄取参数；

步骤4-6，基于所选定特征线的长度、所述摄取参数，计算所述目标区域内，每个未知建筑的高度。

3.根据权利要求2所述的确定城市三维重心的方法，其特征在于，所述方法还包括判断所述影像是单景影像还是多景影像的镶嵌，如果所述影像为多景影像的镶嵌，则在所述高度提取的步骤中，分别针对各景影像进行参数计算和高度提取。

4.根据权利要求1所述的确定城市三维重心的方法，其特征在于，

所述步骤11)中，每个建筑薄层的重心的平面坐标等于该建筑薄层的形心的坐标，每个建筑薄层的重心的高度坐标为：

其中，i为“建筑薄层”所在的层数；h为“建筑薄层”的厚度，即两条建筑高度等值线数值之差。