[发明专利]一种三维GIS数据的采集与处理方法

摘要

本发明公开了一种三维GIS数据的采集与处理方法，在螺旋上升旋转支架台的上端固定安装有载物台，将标本放置在载物台上，并通过标本固定装置将标本固定，将相机安装在相机支架上，所述的相机与计算机通讯连接，通过相机对标本进行空间720°表面数据的自动化采集，得到的表面纹理数据能够通过数据线传输至计算机软件中，对获取的数据进行三维建模，得到载物标本的三维模型讯。通过载物旋转支架台与相机旋转支架台的参数设定，实现对载物标本表面数据的自动化采集，并自动输出到计算机系统软件中，实现数据采集的自动化获取，降低手动获取影像时带来的偶然误差，提高容错率，实现空间表面数据的高质量获取，提高数据采集的工作效率。

主权项

1.一种三维GIS数据的采集与处理方法，其特征在于：包括有螺旋上升旋转支架台、相机支架和计算机，在螺旋上升旋转支架台的上端固定安装有载物台，将标本放置在载物台上，并通过标本固定装置将标本固定，将相机安装在相机支架上，所述的相机与计算机通讯连接，启动螺旋上升旋转支架台与相机，螺旋上升旋转支架台带动标本旋转，相机对标本进行空间表面数据采集，得到标本表面纹理数据，并通过数据线将得到的表面纹理数据传输至计算机中，对获取的数据进行自动化三维建模，得到载物标本的三维模型讯，具体自动化三维建模的方法步骤如下：/n(1)自动模拟鼠标操作，实现数据的自动化获取和自动化入库，具体步骤如下：/n1)首先将os模块进行获取，通过os模块调用系统命令；/n2)其次使用pyautogui.size()函数获取屏幕分辨率操作，使计算机获取工作模块的屏幕大小，获得鼠标操作的空间范围，运用pyautogui.position()函数获取鼠标所在的位置坐标；/n3)获取了鼠标的工作范围还有实时位置坐标后，进行鼠标移动的交互操作，使用click()函数发送虚拟鼠标点击，在鼠标所在位置点击左键，其中鼠标点击函数原型如下：/npyautogui.click(x＝cur_x,y＝cur_y,button＝'left')/n其中x,y是要点击的位置，默认是鼠标当前位置，button是要点击的按键，有三个可选值：’left’,’middle’,’right’，分别是左键、中键、右键点击；/n在click()函数中，一次完整的点击包括按下mousedown()和弹起mouseup()两个函数,click()函数封装了这两个函数，之后通过鼠标移动函数pyautogui.moveto()进行鼠标的基本移动操作；/n4)通过鼠标移动函数，按照拍摄照片所储存的文件夹的给定位置，移动鼠标至该处，并通过鼠标点击函数双击打开给定位置的文件夹，进行后续既定程序的点击移动操作来实现数据的自动化获取和自动化入库；/n(2)照片建模的算法，具体内容如下：/n令每一条光线rm,i与除它本身所在光锥cm以外的所有光锥相交，这个过程中保留历次线段的交集/n /n通过将像素构成的坐标系进行参照坐标系的转换并进行重构计算：利用空间几何定理，即如果两个三维点是一条棱边的两个端点，即平面f m,i和平面f n,j的交集,那么它们必有公共平面索引对(m,i)和(n,j)，通过Python设计的脚本所输入的文件包括相机围绕标本一周所拍摄的照片以及对应的相机参数,从输入照片中提取物体边界轮廓,使用多边形来近似物体轮廓,则从每一张照片获取一系列离散的轮廓控制点,通过相机的量化参数,把这些图像平面上的像素坐标转化为参照坐标系坐标用于重构计算，最后模型表面的多边形网格直接从物体表面三维点记录的拓扑信息搜索得到；重构的第一步是平面点集的生成，即：/n对每个光锥cm(1≤m≤M),执行{/n对每条光线rm,i(1≤i≤Nm),执行{/n对于每个光锥cn(1≤n≤M,n≠m),执行{/n计算rm,i被cn切割产生的线段集合；M代表输入照片数量，N代表每张照片轮廓上的顶点数；/n更新交集；/n}/n将S_m，i中的线段端点记入其索引平面的点集；/n}/n}/n重构的第二步:网格的生成，即：/n对每个光锥cm(1≤m≤M),执行{/n对每个平面fm,i(1≤i≤Nm-1)的点集,执行{/n当点集非空时,循环执行{/n令第一点为当前点P,存入新多边形,并从点集中删除；/n搜索与P具有至少两个公共平面索引对的点P′,存入当前多边形,并从点集中删除；/n当P≠P′时,循环执行{/n令P＝P′；/n搜索与P具有至少两个公共平面索引对的点P′,存入当前多边形,并从点集中删除；/n}/n结束当前多边形；/n}/n}/n}。/n