[发明专利]一种建筑物的三维模型的获取方法及系统

说明书

技术领域

本发明实施例涉及摄影测量技术领域，尤其涉及一种建筑物的三维模型的获取方法及系统。

背景技术

数字城市，又称数码城市，或智能城市，是指综合运用计算机数字化手段对城市的基础设施、功能机制进行全方位的数字采集和处理，具有城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字化、网络化、优化决策的强大功能，用于重大决策的效果预演和对未来发展预测的技术系统。城市建模是数字城市的重要内容和必要步骤，而城市模型的构建基于建筑物的三维模型的构建，因此，现有技术中提出了建筑物的三维模型的获取技术。

建筑物的三维模型的获取一般包括建筑物白模构建和纹理获取两部分工作，通过将建筑物的纹理贴图在建筑物白模上，获得建筑物的三维模型，其中，用于贴图的三维模型称为白模。

现有的建筑物的三维模型的获取方法为纯人工方法，在建筑物白模建好以后，通过人工的方法在白模表面贴建筑物的纹理，从而获得建筑物的三维模型。

然而，现有的建筑物的三维模型的获取方法的缺陷在于：所获取的建筑物的纹理中建筑物的各面之间存在遮挡而造成建筑物的纹理的精准度下降，同时难以建立所获取的建筑物的纹理与建筑物白模之间的一一对应关系，而需要人工贴图，贴图流程复杂、自动化程度低以及建模周期较长。

发明内容

本发明提供一种建筑物的三维模型的获取方法及系统，以提高建筑物的纹理的精准度，以实现倾斜摄影获取的建筑物纹理到建筑物白模的自动贴图，从而简化贴图流程、提高自动化程度、并缩短建模周期。

本发明实施例提供一种建筑物的三维模型的获取方法，包括：

获取建筑物白模；

获取建筑物的顶面纹理；

获取数字航摄仪拍摄得到的建筑物的倾斜航片；利用检校场和定位定向系统POS直接地理定位，以获取所述倾斜航片的外方位元素；建立所述倾斜航片与所述外方位元素之间的对应关系；对于建筑物的各实际侧面，根据所述对应关系确定该实际侧面对应的倾斜航片以及该实际侧面在对应的倾斜航片上的航拍侧面的侧面积，选取侧面积最大的航拍侧面以及该侧面积最大的航拍侧面所在的倾斜航片分别作为该实际侧面对应的最优侧面以及最优倾斜航片；利用摄影测量原理，判断所述各最优侧面之间的遮挡关系，并剔除各最优倾斜航片中与所述遮挡关系对应的遮挡部分；通过对剔除所述遮挡部分后的各最优倾斜航片中的最优侧面进行微分纠正并剪裁，以获得建筑物的侧面纹理；

将所述建筑物的侧面纹理和顶面纹理贴图到所述建筑物白模，以获得带所述侧面纹理和顶面纹理的建筑物的三维模型。

其中，所述获取建筑物的顶面纹理，包括：

获取建筑物的顶面航片；

对于建筑物的各实际顶面，根据该实际顶面在所述顶面航片中的顶面航片坐标确定该实际顶面对应的顶面航片以及该实际顶面在对应的顶面航片上的航拍顶面的顶面积，选取顶面积最大的航拍顶面以及该顶面积最大的航拍顶面所在的顶面航片分别作为该实际顶面对应的最优顶面以及最优顶面航片；

将所述最优顶面航片在0-90度范围旋转，当所述最优顶面航片被旋转到与该最优顶面对应的实际顶面所在的地面坐标系平行时，将该旋转角度对应的最优顶面航片中的最优顶面的最小外接矩形部分从所述最优顶面航片上剪裁并微分纠正，以获得建筑物的顶面纹理。

其中，所述利用检校场和POS直接地理定位，获取所述倾斜航片的外方位元素，包括：

确定所述数字航摄仪中四个倾斜子相机之间的第一角度关系和第一位置关系；

确定所述数字航摄仪中四个倾斜子相机与所述数字航摄仪中下视相机之间的第二角度关系和第二位置关系；

利用检校场确定POS与所述数字航摄仪中下视相机的第三角度关系和第三位置关系；

根据所述第一角度关系和第一位置关系，所述第二角度关系和第二位置关系，以及所述第三角度关系和第三位置关系，确定所述四个倾斜子相机与所述POS之间的第四角度关系和第四位置关系；

通过将所述POS的定位定向结果按所述第四角度关系和第四位置关系分解到所述四个倾斜子相机上，获取所述四个倾斜子相机所对应的倾斜航片的外方位元素。

其中，所述利用摄影测量原理，判断各最优侧面之间的遮挡关系，包括：

将待判断的第一最优侧面所在的最优倾斜航片的摄影中心与所述待判断的第一最优侧面上的多个预设点连接，形成多条预设连线；

逐一判断待判断的第二最优侧面与所述多条预设连线是否有交点；