[发明专利]一种数字城市天际线提取方法

权利要求书

1.一种数字城市天际线提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)构建数字城市三维模型；

2)对数字建筑物的立方体角点进行空间直线插值，以形成建筑物的轮廓点集；

3)在数字城市三维模型中选取观察视点，并根据人眼视觉特性确定视线的观察距离R、水平方向的视场角及垂直方向的视场角，进而确定天际线的投影柱面及投影范围；

4)从观察视点出发，沿观察视点-建筑物-投影柱面对插值后的建筑物轮廓点进行柱面投影变换，得建筑物的天际线投影轮廓点；

5)消除被遮挡的建筑物的天际线投影轮廓点，得剩余建筑物的天际线投影轮廓点；

6)利用步骤5)得到的剩余建筑物的天际线投影轮廓点拟合天际线投影点集，以形成连续的建筑群天际线，完成数字城市天际线提取。

2.根据权利要求1所述的数字城市天际线提取方法，其特征在于，步骤1)的具体操作为：

1a)获取地形数据中的所有高程点，再运用Delaunay三角剖分算法由所有高程点构建三角网地形表面，然后根据高程值进行地形表面颜色的渲染，得三维地形模型；

1b)获取城市建筑规划图与地形图中建筑物的空间坐标位置信息及高度信息，再以立方体为基本形状构建城市建筑群数字三维模型；

1c)将步骤1a)得到的三维地形模型与步骤1b)得到的城市建筑群数字三维模型按位置坐标进行叠加，得数字城市三维模型。

3.根据权利要求2所述的数字城市天际线提取方法，其特征在于，步骤2)中，利用反距离加权法对数字建筑物的立方体角点进行空间直线插值，形成建筑物的轮廓点集，其中，待插入点的估算坐标值Z为：

其中，z_i为第i个样本点的实际坐标值，d_i为第i个样本点与待插入点之间的距离，m为参与计算的实际样本点个数，n为幂指数。

4.根据权利要求1所述的数字城市天际线提取方法，其特征在于，步骤4)中，沿观察视点-建筑物-投影柱面对插值后的建筑物轮廓点进行柱面投影变换，得建筑物的天际线投影轮廓点，其中，透视投影柱面上的天际线投影点坐标为(x₁,y₁,z₁)，其中，(x,y,z)为建筑物任一轮廓点的坐标。

5.根据权利要求1所述的数字城市天际线提取方法，其特征在于，步骤5)中消除被遮挡的建筑物的天际线投影轮廓点的具体操作为：

5a)将建筑物的轮廓点集在X、Y、Z三个坐标轴方向上进行综合排序；

5b)比较任一建筑物的轮廓点与与其相邻建筑物的轮廓点之间的相对位置关系，判断该建筑物的轮廓点是否被遮挡，当该建筑物的轮廓点被遮挡时，则删除该被遮挡的建筑物轮廓点及其天际线投影点。

6.根据权利要求1所述的数字城市天际线提取方法，其特征在于，步骤6)中，利用步骤5)得到的剩余建筑物的天际线投影轮廓点根据三次B样条曲线拟合天际线投影点集，以形成连续的建筑群天际线。