[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

说明书

本发明公开了一种语义辅助的CityGML模型数据几何一致性检测与修复方法，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；(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；(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。本发明能够对CityGML模型所涉及语义，挖掘其隐含的几何一致性规则，并通过形式化定义并最终转化为可执行的算法，实现CityGML多细节层次模型数据质量的提高，促进其在三维地理信息技术和系统中的应用。

技术领域

本发明涉及地理信息科学技术领域，尤其是一种语义辅助的CityGML模型数据几何一致性检测与修复方法。

背景技术

GIS(Geographic Information System，地理信息系统)相关技术及系统已经成为包括交通、国土、旅游、购物等在内的各行各业的信息基础设施，其广泛应用对不同行业与部门之间信息交换与共享的发展提出了需求。CityGML(城市地理标记语言)是国家标准化组织OGC(Open Geospatial Consortium,开放地理空间联盟)批准的通用数据模型，实现了虚拟三维城市模型中空间对象几何、拓扑、语义信息的存储和交换，其作为一种开放的地理信息数据模型，可广泛应用于三维GIS(Geographic Information System，地理信息系统)中。但目前开放的三维城市模型多面向三维可视化或者类似应用，模型数据中常存在语义、拓扑和几何信息不一致的问题，如CityGML几何未闭合、建筑墙面为非平面、建筑物对象出现重叠等，从而导致三维模型无法满足三维查询、空间关系计算、分析与应用的需求，不利于在下游领域的深度应用。对三维空间模型数据的几何、拓扑与语义信息的一致性检测与修复是利用其进行可信的、可靠的三维空间分析和下游深度应用的前提和保证，其中三维空间模型数据的几何一致性是保证模型几何、拓扑表达的真实性、正确性的重要方面。目前对CityGML多细节层次数据LODs(Levels of Detail)进行检测与修复的方法缺乏语义与几何的综合考虑，导致CityGML几何多层次细节数据之间不对应、语义与几何信息不一致等信息常常隐含在各种CityGML模型数据中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种语义辅助的CityGML模型数据几何一致性检测与修复方法，能够实现CityGML多细节层次模型数据质量的提高，促进其在三维地理信息技术和系统中的应用。

为解决上述技术问题，本发明提供一种语义辅助的CityGML模型数据几何一致性检测与修复方法，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；

(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；

(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。

优选的，步骤(1)中，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；