[发明专利]一种语义辅助的CityGML模型数据几何一致性检测与修复方法

权利要求书

1.一种语义辅助的CityGML模型数据几何一致性检测与修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据CityGML语义与几何部件对应关系，以及建筑物语义隐含的规则，分别形式化定义建筑物几何模型的环、面、体的几何与语义规则；具体包括如下步骤：

(11)根据ISO19107/OGC/GML3国际标准中几何图元定义，以及CityGML语义与几何部件对应关系，形式化定义环、面、体的语义几何一致性规则；

(12)通过几何属性类与语义属性类界定所处理的CityGML数据内容，其中：几何属性包括Multi Curve Type、Multi Surface Type、Boundary Surface Type、Solid Type、Opening Type、Int Building Installation Type、Room Type；语义属性为建筑物外壳线、建筑物外壳表面、建筑物边界曲面、建筑物外壳所围体积、开放设施、室内设施、房间；

(13)根据建筑物及其部件的语义定义，形式化定义语义辅助下的几何一致性规则，使用两种指标来定义规则类型：空间隐喻与非空间隐喻，其中：空间隐喻指几何空间要素之间因为空间关系所隐含的规则；非空间隐喻是语义概念非空间的属性所蕴含的规则；

(2)根据步骤(1)中定义的语义与几何规则，构建检测规则集及规则之间的依赖和约束关系，设计检测规则类；具体包括如下步骤：

(21)根据步骤(1)中所定义的几何一致性规则，分析规则之间的约束关系，设计层次化检测规则集，该规则集和步骤(11)中定义的环、面、体规则相对应，分为5个层次的检测规则等级，5个层次包括：环要素所遵循的规则；面要素所遵循的规则；外壳要素所遵循的规则；体要素所遵循的规则；多体所遵循的规则；

(22)定义了检测规则间的依赖性与适用性，包括：

(a)环要素规则优于其他规则，是其他检测项的基础，环同级子规则内部遵循其子规则依赖性；

(b)面要素规则建立在环要素规则有效的基础上，面同级子规则内部遵循其子规则依赖性；

(c)外壳要素规则建立在所有面要素规则有效的基础上，外壳同级子规则内部遵循其子规则依赖性；

(d)体要素规则建立在壳要素规则有效的基础上，体同级子规则内部遵循其子规则依赖性；

(e)多体要素规则建立在体要素规则有效的基础上，多体同级子规则内部遵循其子规则依赖性；

(23)采用面向对象方法对检测规则进行建模与管理，设计检测规则集类；

(3)设计语义与几何一致性检测算法以及可修补错误的自动修补算法，对可修复的错误进行修复；具体包括如下步骤：

(31)采用产生式表示法对步骤(1)中的规则进行表达；

(32)三维面的检测，选择沿法向量的三个方向轴的最大矢量轴进行降维投影到对应的二维平面，在二维平面上判断面的问题；

(33)采用最小二乘拟合方法对组成二维平面的点进行几何一致性判断，判断其是否在给定的阈值范围内共面；

(34)采用对面进行约束三角网剖分方法，检测构成面元素的三角面片法向量是否满足共面约束条件；

(35)根据步骤(21)，分别设计了环检测、面检测、包围壳检测、单体检测、多体检测算法；

(36)根据步骤(35)的检测结果，对可修复的错误进行修复。

2.如权利要求1所述的语义辅助的CityGML模型数据几何一致性检测与修复方法，其特征在于，步骤(36)中，对可修复的错误进行修复具体为：

(a)平面几何要素修复：对地面、墙面、平屋顶与三角形屋顶的修复；

(b)方向一致性修复：对构成同一个体外壳的面朝向进行修复，使其保持一致并指向体的外部；

(c)闭合性修复：对环首末点不一致的情况进行修复，对体的边界壳不封闭的情况进行修复；

(d)重复性修复：对环上重复点的情况进行修复。