[发明专利]一种三维城市建筑构建方法

权利要求书

1.一种三维城市建筑构建方法，其特征在于：具体包含如下步骤；

步骤1，图像轮廓提取，具体如下：

步骤1.1，从国家地理信息公共服务平台获取城市的彩色卫星图像，切割成多个572*572的小图像块；

步骤1.2，将步骤1.1中切割后的图像块作为输入，输入至Unet分割网络，经过多个由两个3*3的卷积层和2*2的池化层组成的下采样模块进行图像的特征提取，将提取的特征上采样，通过1*1的卷积得到期望的类别数，此类别即为图像块上每个像素点的类别；

步骤1.3，将步骤1.2中得到的每个图像块的像素点类别结果可视化在二值图像上，拼接所有图像块的二值图得到完整的城市卫星图的建筑物识别结果；

步骤1.4，使用图像处理openCV中的轮廓检测算法，提取步骤1.3中输出图像的建筑边缘轮廓，输出轮廓的指定组织信息，并结合图像的开闭合处理和噪声处理技术剔除识别中的噪声块、平滑边缘轮廓；

步骤2，高度预测网络，具体如下：

步骤2.1，将步骤1中获得的建筑轮廓存储为矢量数据，根据矢量数据在卫星图上绘制出建筑块轮廓，经过多次外扩比例调整实验，统计出能够包含大部分建筑的最合理的外扩比例，按照这个比例外扩后，在卫星图上切割出独立的建筑块；

步骤2.2，将步骤2.1中切割的包含建筑的卫星图像块调整为224*224固定大小，输入到vgg16、resnet50和resnet101的这三个神经网络提取图像特征，经过三个网络模型分别输出高度概率值，三个概率值取平均后对应的高度值作为各建筑块的输出；

步骤3，建筑高度信息匹配，具体如下：

步骤3.1，结合文字识别技术，识别出地图上的建筑名称；

步骤3.2，转换识别出的建筑矢量数据中的像素坐标为经纬度坐标；

步骤3.3，爬取多个楼盘网站的真实信息，将获取的建筑真实信息与步骤3.1中识别的建筑名称进行匹配，若建筑名称在网站中存在，替换该建筑的高度值为网站高度数据，反之各建筑的高度为步骤2.2中预测的高度作为结果；

步骤4，矢量数据渲染，具体如下：

步骤4.1，加入视觉展示技术，根据识别的建筑矢量信息，前端界面绘制三维的立体效果图，并在图上展示出建筑的详细信息，可动态缩放、移动、拖拽，提升用户体验；

步骤5，一键式生成，具体如下：

步骤5.1，将卫星图、瓦片图的网页获取操作步骤转换成自动获取整合步骤1至步骤4，封装成一个完整的模块，可实现输入城市名称后，自动保存预测的矢量数据，并一键式输出城市的三维立体图。

2.根据权利要求1所述的一种三维城市建筑构建方法，其特征在于：在步骤1.4中，轮廓检测算法提取的建筑边缘会出现锯齿现象，结合图像的开闭合处理和噪声处理技术剔除识别中的噪声块、平滑边缘轮廓，具体方法如下：

步骤1.41，统计某一建筑块所有的边缘像素点所在夹角的角度；

步骤1.42，判断是否存在连续两个及以上的点所在角的角度在100～180之间，若存在，则继续判断夹角所在两边长度是否都在5个像素点长度内；

步骤1.43，合并满足步骤1.42的所有连续点。

3.根据权利要求1所述的一种三维城市建筑构建方法，其特征在于：在步骤2.2中，高度预测网络的主体部分采用resnet50网络。

4.根据权利要求1所述的一种三维城市建筑构建方法，其特征在于：在步骤1.4中，采用Canny边缘提取算法。

5.根据权利要求1所述的一种三维城市建筑构建方法，其特征在于：建筑轮廓提取和高度预测模块可以直接用卫星图实现，通过语义分割方法，直接预测出建筑轮廓和高度值。