[发明专利]一种倾斜测量场景的地物提取方法

说明书

技术领域

本发明属于电力线路设计的技术领域，具体地涉及一种倾斜测量场景的地物提取方法，其在保证数据精度和地物轮廓准确度前提下，能够从倾斜测量场景自动提取房屋树木等地物。

背景技术

倾斜摄影三维建模技术及应用是近年来测绘领域关注的热点，由于其数据精度高、地表覆盖全面等突出优点广泛应用于智慧城市、智慧水利、智慧旅游等各方面。本发明主要涉及其在电力线路设计方面的应用。

电力线路设计中要求获取线路走廊范围内的房屋、树木、道路等交叉跨越地物信息，测量这些地物到电力线、杆塔等的距离，根据量测结果合理选择杆塔位置、杆塔型号、架线参数等以保证满足电力线路设计规范的校核要求。然而倾斜测量的原始数据一般采用自动化方式生成三维场景成果，由于其生成机理，得到的模型是一个连续的TIN(不规则三角网)加贴图，即地物、地形等是作为一个整体提供的，并没有将地物划分为可以单独操作的对象，这种情况下是无法进行距离校核计算的。因此，在电力线路设计中使用倾斜测量场景时，首先需要对场景中的房屋、树木等电力线路关心的地物进行单体化处理。

目前市面上倾斜测量场景三维应用中的地物单体化方式主要有三种：一种是在地物上叠加配套的矢量面，表面上看起来是单体效果，实际上只是简单地查询了建筑轮廓点矢量面，而非真正意义上的单体分离；二是简单的三角面分组，将场景中原有的三角面直接区分为地物或地形，但这样的处理会导致地物边界呈现锯齿状，且不同精度等级的地物边界不一致，极不美观，并且当需要将地物替换为人工制作的高精度模型时无法与地形场景实现无缝拼接；三是人工设定地物边界进行三角面切割分离地物，此种方法地物边界比较整齐美观，不同精度等级边界一致，且不损伤原有数据精度。但该方法操作比较繁琐，既费人力，又很难达到地物轮廓精确匹配。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种倾斜测量场景的地物提取方法,其具有较高的自动化程度，仅需简单操作即可获取地物精确轮廓，具有房屋、树木等地物真正与倾斜测量场景相分离的功能，保证了地物具有原始数据的精确度，可以方便将地物替换为人工精细建模的模型，将边缘准确拼接，可以在保留数据高精度的情况下实现快速加载显示。

本发明的技术解决方案是：这种倾斜测量场景的地物提取方法，原始倾斜测量场景采用树状存储结构数据，整个场景为根节点，由多个场景块子节点构成，每个子节点除了拥有自身的三角面图元集，还包含若干个更高精度等级场景块子节点，该倾斜测量场景的地物提取方法包括以下步骤：

(1)设定地物提取区域，地物提取区域为要提取地物的范围，该区域由若干边界轮廓线和若干空洞轮廓线组成，边界轮廓线定义提取区域的外部范围界线，空洞轮廓线定义提取区域的内部范围界线，用于排除区域内不需要提取的部分，边界以内空洞以外的为地物提取区域；

(2)设定高度过滤面，高度过滤面是这样一个曲面，其水平范围由地物提取区域限制，高程随范围内的地势高低变化起伏(或者为常量)，该过滤面高于背景地形且低于要提取地物主体部分的最低高度，地物高于过滤面的部分形成了一个个孤岛三角面集合，将所有的孤岛三角面取出并投影到水平面，其投影外轮廓为地物的边界线；

(3)提取地物三角面图元，根据步骤(2)取得的所有地物三角面计算地物边界轮廓线，这里采用复合区域并集运算的方式进行处理；

(4)分离地物，采用步骤(3)计算所得的地物轮廓线从倾斜测量数据中提取地物，首先采用轮廓线对倾斜测量数据三角网进行三角剖分，剖分后处于轮廓线内的所有三角面为地物图元；其次在原场景节点中，将当前地物轮廓内的所有三角面提取出来，存储为单独的地物图元分组，并采用地物的ID加以标识；

(5)地物操作，地物操作包括：获取地物图元数据，距离计算，射线碰撞检测地物模型相关操作，以及地物属性信息的添加与检索操作。