申请/专利权人：机械工业勘察设计研究院有限公司

申请日：2022-05-24

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN115115795B

主分类号：G06T17/10

分类号：G06T17/10;G06T15/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2023.01.06#实质审查的生效;2022.09.27#公开

摘要：本发明提供一种建筑物单体化建模方法，包括S1：无人机对建筑物的航空图像采集；S2：利用建筑物航空图像生成建筑物mesh模型；S3：单体建筑物白模模型生成；S4：单体建筑物模型纹理映射、编辑；本发明提供的建筑物单体化建模方法步骤简单，设计合理，通过调节节点参数及少量人工参与就可快速、准确、高效地完成建筑物模型单体化，处理速度是传统手工建模方法的3‑5倍，极大提高了建筑物单体化建模效率。

主权项：1.一种建筑物单体化建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：无人机对建筑物的航空图像采集；所述S1包括S101和S102；所述S101中无人机的航拍高度为h，具体获取步骤包括S1011和S1012；所述S1011为设定地面分辨率为GSD，并获取五镜头相机的镜头焦距为f，五镜头相机的像元大小为α；所述S1012采用计算机根据公式得到无人机的航拍高度h；所述S101无人机拍照的等间距为L，具体获取步骤包括S1013和S1014；所述S1013为设定无人机的航向重叠度为α1；旁向重叠度为β，并获取航空图像的像元大小为A*B，地面分辨率为GSD；所述S1014为采用计算机根据公式L＝1-α1*A*GSD，得到同一条航线上两张相邻航拍图像的间距L；所述S101为设定无人机的飞行参数，其中设定无人机航线的航向重叠度为80％，旁向重叠度为75％”；S102为用无人机搭载五镜头相机利用倾斜摄影技术对待测量建筑物区域进行采集，获取多张建筑物航空图像和建筑物航空图像对应的POS数据，并传输至计算机；其中建筑物航空图像为彩色图像，建筑物航空图像的像元大小为8192*5460；S2：利用建筑物航空图像生成建筑物mesh模型；所述S2包括S201和S202；所述S201为采用计算机将多张建筑物航空图像和建筑物航空图像对应的POS数据导入ContextCapture软件中，利用ContextCapture软件对多张建筑物航空图像和建筑物航空图像对应的POS数据进行空三加密，得到建筑物点云数据；所述S202为采用计算机利用ContextCapture软件中“spatialframework”工具，将“Regularplanargrid”工具中Tilesize设置为50，对建筑物点云数据进行规则化分块，将“spatialreferencesystem”设置为CGCS2000坐标系，将模型的坐标原点设置为规则化分块框架的左下角坐标X0，Y0，Z0，然后点击Reconstruction，提交生产，得到建筑物mesh模型；其中建筑物mesh模型为obj文件；S3：单体建筑物白模模型生成；所述S3包括S301、S302、S303、S304、S305、S306、S307和S308；所述S301为采用计算机将上一步得到的规则化分块建筑物mesh模型导入到Houdini软件中，添加transform节点，将规则化分块的左下角坐标X0，Y0，Z0平移到0，0，0位置，完成建筑物mesh模型空间坐标系到模型坐标系的转换；所述S302为采用计算机在Houdini软件中添加自研工具mesh_to_vox，设置体素基元的分辨率为0.2m，点击process，自动批量完成建筑物mesh模型到体素模型的转换；所述S303为采用计算机在Houdini软件中利用自研工具mesh_to_vox的savetodisk功能将转换好的建筑物体素模型导出为.vox格式的文件；所述S304为采用计算机将.vox格式的文件导入到MagicaVoxel软件中，利用MagicaVoxel中的“扩张”和“腐蚀”功能对建筑物体素模型进行预处理，减少体素模型编辑量，利用MagicaVoxel中“增加”和“移除”功能对建筑物体素模型进行块、面、体的操作，快速完成建筑物各个立面主体结构、屋顶平面及附属的平整工作；所述S305为采用计算机利用MagicaVoxel软件将编辑好的单体建筑物体素模型导出为Houdini软件识别且数据量更小的单体建筑物白模模型，保证单体建筑物白模模型的结构不被破坏，对模型进行重命名及存盘；所述S306为采用计算机将编辑好的单体建筑物白模模型导入到Houdini软件中，叠加原始建筑物mesh模型对单体建筑物白模模型进行精度及结构检查，采用自研工具revox_edit调节各个节点参数即可完成单体建筑物屋顶及其他附属编辑，快速、准确地构建建筑物单体化白模模型；所述S307为采用计算机在Houdini软件中，采用自研工具optimize，点击process，自动批量剔除模型冗余线、面，减少60％的数据量；所述S308为采用计算机在Houdini软件中添加transform节点，设置偏移值为-X0，-Y0，-Z0，完成单体建筑物白模模型由模型坐标系到空间坐标系的转换，保证建筑物模型处理前后的位置一致性；S4：单体建筑物模型纹理映射、编辑；所述S4包括S401和S402；所述S401为采用计算机在Houdini软件中利用自研工具texture_map，点击process，利用原有的建筑物mesh模型的纹理，自动烘焙到单体建筑物白模模型上，完成单体建筑物模型纹理映射；所述S402为采用计算机利用modo软件对单体建筑物模型的个别瑕疵区域进行纹理整饰，完成建筑物单体化建模。

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