[发明专利]基于二维GIS数据的室内楼梯三维地理实体模型构建方法

说明书

本发明提出了一种基于二维GIS数据的室内楼梯三维地理实体模型构建方法，将楼梯对象的二维空间信息进行维度拓展，在二维数据中重定义三维拓扑关系以及空间语义，形成二三维一体化的数据模型，从而利用二三维一体化的数据模型的二维几何信息和三维空间语义，通过几何计算和规则构建实现了二维几何数据到三维地理实体模型数据的快速生成。本发明能够兼容二维GIS空间数据的数据模型、数据结构以及存储格式，解决三维GIS应用中二三维数据的一致性问题、数据形态转换问题和三维地理实体模型快速构建问题，为三维GIS应用中统一二维空间数据和三维地理实体模型的生产、加工、存储、管理、维护提供技术支撑。

技术领域

本发明属于参数化三维建模领域，涉及室内楼梯二维空间数据处理标准、三维建模技术和纹理贴图技术，具体是一种基于二维GIS数据的室内楼梯三维地理实体模型构建方法。

背景技术

在智慧城市建设不断推进和发展的过程中，对城市建筑体的三维建模要求也越来越高。目前，智慧城市的建模方法多种多样，比如基于遥感影像的三维建模、基于无人机航拍的三维建模和基于激光扫描的三维建模，这些建模方法虽然能够很好的体现建筑体的外部特征，但是涉及到建筑体内部精细化复杂化部件的大批量建模时显得力不从心。

楼梯作为建筑体内部结构复杂的结构体之一，其种类繁多、层次多样，给三维建模工作带来了巨大的挑战。利用传统测量数据和三维建模软件也能够构建精细化的楼梯三维地理实体模型，但是面向城市级别的数据量，手工建模内容重复繁琐且工作量巨大。并且，传统生产作业中将楼梯的二维空间数据和三维地理实体模型分别生产，各自存储，增加数据存储、质检和管理的成本，不利于数据形态转换和维护。因此，如何利用二维空间数据快速构建出满足三维场景精细化展示的室内三维地理实体模型成为智慧城市建设工作中的一大难题。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于二维GIS数据的室内楼梯三维地理实体模型构建方法，将楼梯对象的二维空间信息进行维度拓展，在二维数据中重定义三维拓扑关系以及空间语义，形成二三维一体化的数据模型，从而实现了三维地理实体模型数据可由一体化数据模型通过几何计算和规则快速生成。本发明能够解决实际生产中二三维数据一致性问题、数据形态转换问题和三维精细化模型快速构建问题，为精细化、高效率的三维地理实体模型生产提供有力的技术支持。

本发明使用的是地铁站室内楼梯数据，楼梯由楼梯段、楼梯平台、栏杆扶手组成，适用于楼梯段投影平面形状为矩形的楼梯构建以及同结构类型的室内外楼梯构建，包括单跑楼梯、交叉式楼梯、双跑折梯、双跑直楼梯、双跑平行楼梯、双分式平行楼梯、双合式平行楼梯、剪刀式楼梯和三跑楼梯。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

基于二维GIS数据的室内楼梯三维地理实体模型构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：构建面向三维地理实体模型生成的二维拓扑构建规则；

步骤2：对二维楼梯数据进行标准化处理；

步骤3：在二维拓扑构建规则下，基于标准化处理后的二维楼梯数据，构建楼梯平台部件的三维地理实体模型；

步骤4：在二维拓扑构建规则下，基于标准化处理后的二维楼梯数据，构建楼梯段部件的三维地理实体模型；

步骤5：合并楼梯平台部件的三维地理实体模型和楼梯段部件的三维地理实体模型，得到室内楼梯的三维地理实体模型。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，所述步骤1包括以下子步骤：

步骤1.1：根据楼梯实体特征，将楼梯拆分为楼梯平台部件和楼梯段部件，所述楼梯平台部件包括楼梯平台及楼梯平台上的扶手，所述楼梯段部件包括楼梯段及楼梯段上的扶手，所有楼梯均由这两个部件拼装组合构成；