[发明专利]一种城市信息模型的构建方法及装置

说明书

本申请提供了一种城市信息模型的构建方法及装置，涉及图像处理技术领域，包括：按照多个城市构建要素对目标城市的城市点云数据进行要素分割，确定与每个城市构建要素对应的多个单体点云数据；针对每个单体点云数据，按照该单体点云数据中各点所属的平面对该单体点云数据进行区域分割，获得多个平面区域，并根据多个平面区域之间的连接性，形成该单体点云数据对应的单体实例模型；针对每个单体实例模型，使用包含该单体实例模型对应的实物的多张卫星图片进行纹理贴图映射，以获得该单体实例模型对应的实例纹理模型；根据所获得的多个实例纹理模型，形成目标城市的城市信息模型。通过本申请的方法，简化了多要素构建城市信息模型的过程。

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种城市信息模型的构建方法及装置。

背景技术

城市信息模型是以建筑信息模型、地理信息系统、物联网等技术为基础，整合城市地上地下、室内室外、历史现状未来多维多尺度信息模型数据和城市感知数据，构建起三维数字空间的城市信息有机综合体。

CIM（City Information Modeling，城市信息模型）本身包含了建筑、交通、植被、地形、水体、桥梁、隧道、规划等多个要素，现有技术中，由于各要素对应的数据源，涵盖了如卫星影像、倾斜摄影、激光点云、道路街景、GIS（地理信息科学）、OpenStreetMap（公开地图）等多种不同形式。

因此，现有技术中针对不同的要素模型构建所涉及的不同类型的数据源，往往需要分别建立不同的构建方法以完成对不同要素模型的构建，且各要素彼此之间的模型构建方法并不统一，增加了基于多要素构建城市信息模型的复杂程度。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于至少提供一种城市信息模型的构建方法及装置，通过本申请的方法，简化了多要素构建城市信息模型的过程。

本申请主要包括以下几个方面：

第一方面，本申请实施例提供一种城市信息模型的构建方法，方法包括：按照多个城市构建要素对目标城市的城市点云数据进行要素分割，确定与每个城市构建要素对应的多个单体点云数据；针对每个单体点云数据，按照该单体点云数据中各点所属的平面对该单体点云数据进行区域分割，获得多个平面区域，并根据多个平面区域之间的连接性，形成该单体点云数据对应的单体实例模型；针对每个单体实例模型，使用包含该单体实例模型对应的实物的多张卫星图片进行纹理贴图映射，以获得该单体实例模型对应的实例纹理模型；根据所获得的多个实例纹理模型，形成目标城市的城市信息模型。

在一种可能的实施方式中，按照多个城市构建要素对目标城市的城市点云数据进行区域分割，确定与每个城市构建要素对应的多个实例单体点云数据的步骤包括：获取目标城市的多张卫星图片；针对每张卫星图片，使用第一预设图像语义分割网络，按照多个城市构建要素对该张卫星图片进行像素级分割，获得该张卫星图片对应的分割结果图；对各卫星图片对应的分割结果图进行融合，确定融合分割结果图；将城市点云数据正射投影至融合分割结果图，以将城市点云数据参照融合分割结果图分割为与每个城市构建要素对应的多个单体点云数据。

在一种可能的实施方式中，通过以下方式确定每个单体点云数据对应的单体实例模型：按照该单体点云数据中各点所属的平面对该单体点云数据进行区域分割，获取多个平面区域，其中，每个平面区域包含属于同一平面的点；针对每个平面区域，通过预设平面拟合模型对该平面区域内的多个点进行平面拟合，确定该平面区域对应的拟合平面；根据各拟合平面之间的连接性关系，确定各拟合平面之间连接过渡的平滑损失；结合各拟合平面的独立参数损失以及各拟合平面之间连接过渡的平滑损失，建立该单体实例模型的目标损失函数；根据目标损失函数，确定各平面区域对应的最优拟合平面；由所确定的各最优拟合平面形成该单体点云数据对应的单体实例模型。