[发明专利]一种基于单环结构的坡屋顶建筑物三维重建方法

说明书

本发明公开了一种基于单环结构的坡屋顶建筑物三维重建方法，主要包括：依据屋顶拓扑图，得到所有环序列集合；删除环序列集合中重复的环序列；从删除重复环序列的集合中筛选出不包含其他环序列的单环结构，和利用已提取轮廓线角点确定一个与空间Z平面平行的横截平面作为屋顶Z平面；基于拓扑图分析的屋顶内外多边形判别法，判别包含外点的屋顶外部多边形和不包含外点的内部多边形；插入节点Nz，连接节点Nz与所有标记节点；计算轮廓线角点；重叠点检查并合并环结构，实现将屋顶重建问题转化为单环结构环检索问题，进而使建筑物屋顶的三维重建更加准确、完整。

技术领域

本发明涉及测绘科学技术领域，特别涉及一种基于单环结构的坡屋顶建筑物三维重建方法。

背景技术

在建筑物三维重建领域中，坡屋顶建筑是一类典型建筑，坡屋顶结构作为最常见的屋顶类型之一，在建筑领域应用较广，通常将排水坡度大于3％的屋顶称为坡屋顶。根据坡屋顶造型的不同，生活中较常见的屋顶有：单坡屋顶、双坡屋顶、四坡屋顶和多坡屋顶。目前，对于坡屋顶的三维重建，大多针对特定类型的屋顶进行重建研究，如：人字屋顶、四坡屋顶。对于多坡屋顶或者更复杂的坡屋顶，往往人为的分解为简单类型屋顶的组合，再进行重建，或者是将复杂坡屋顶分解为简单屋顶基元结构。

在基于屋顶拓扑图的构建算法，该算法引入图论理论并充分利用了点云中面特征的显著性，具有较好的鲁棒性。在构建屋顶拓扑图中会对屋顶拓扑图的错误纠正，使其更加准确的呈现建筑物。

发明内容

(一)发明目的

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，通过单环结构和屋顶多边形判别，将屋顶重建问题转化为单环结构环检索问题，进而使建筑物屋顶的三维重建更加准确、完整，本发明公开了以下技术方案。

(二)技术方案

作为本发明的第一方面，本发明公开了一种单环结构序列集合搜索方法，包括：

依据屋顶拓扑图，利用深度优先搜索算法,搜索所述屋顶拓扑图中的环，得到所有环序列集合；

删除所述环序列集合中重复的环序列；

从删除重复环序列的集合中筛选出不包含其他环序列的单环结构。

在一种可能的实施方式中，所述环序列为：

遍历所述屋顶拓扑图中的每条边的两个节点n1与n2，搜索n1到n2的所有可行路径。

在一种可能的实施方式中，所述重复的环序列包括：

元素相同但顺序不同的所述环序列。

在一种可能的实施方式中，所述删除所述环序列集合中重复的环序列，包括：

对每个所述环序列进行排序；

将所述环序列长度小于3个元素的删除；

对长度相等的所述环序列进逐元素比较，判断所述环序列是否相同，将重复元素的环序列删除。

在一种可能的实施方式中，所述对每个所述环序列进行排序，包括：

按照所述环序列长度，将所有所述环序列进行由小到大排序。

在一种可能的实施方式中，所述筛选出不包含其他环序列的单环序列，包括：

遍历所述环序列集合中每个环序列c；

检索所述环序列集合中序列长度小于c的环序列，如未检测到任何环序列长度小于环序列c，则环序列c为单环结构；否则，检测该环序列每一个元素是否多包含在环序列c中，如果全部包含则序列c不是单环结构；以此类推，止到完成所有环遍历，可确定序列c为单环结构；

存储所述单环结构，建立单环结构序列查找表。