一种三维建筑模型单体化方法、装置及存储介质与流程

1.本发明涉及地理信息技术领域，尤其是涉及一种三维建筑模型单体化方法、装置及存储介质。

背景技术：

2.以倾斜摄影进行实景三维建模是近年来快速发展的三维建模技术，而osgb(open scene graph binary)格式是倾斜摄影三维模型的成果数据主流格式。osgb格式存储了三角面索引、顶点数据以及相应的纹理坐标数据。由于其结构为连续的三角面构成的表面模型，不能够区分出建筑、小品、道路、植被等地物单体信息，并且没有属性，不便于查询。因此为了克服倾斜摄影只能看，不能查和管理的缺点则需要进行对象化管理，即所谓的实例分割。对象化管理才能实现在认识世界基础上来改造世界，才可以真正的实现地上-地表-地下自然与人造环境的实景三维“立体化-结构化-语义化”建模。
3.现有的三维建筑模型单体化方法通常为人工辅助单体化方法，利用高度、纹理、顶部轮廓进行人工辅助精修处理实现单体化，但是大范围建筑物数据量较大，现有的三维建筑模型单体化方法需要花费大量的人工时间和精力完成建筑物单体化，导致建筑物单体化的效率较低。

技术实现要素：

4.本发明提供了一种三维建筑模型单体化方法、装置及存储介质，以解决现有的三维建筑模型单体化方法需要花费大量的人工时间和精力完成建筑物单体化，导致建筑物单体化的效率较低的技术问题。
5.本发明的一个实施例提供了一种三维建筑模型单体化方法，包括：
6.对三维建筑模型进行分割得到若干个模型块，并生成每一模型块对应的dsm数据和dom数据；
7.将所述dsm数据和所述dom数据输入至预先训练好的实例分割模型中，提取得到所有的建筑物边界数据，将所述建筑物边界数据转换为建筑物的矢量边界数据；
8.对所述三维建筑模型中的osgb文件建立双重索引，根据所述双重索引和所述建筑物的矢量边界数据，从所述三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体。
9.进一步的，所述对三维建筑模型进行分割得到若干个模型块，包括：
10.获取所述三维建筑模型的外接矩形；
11.根据所述三维建筑模型中每一个模型块的分辨率和输出影像的宽度和高度，计算每一模型块的宽度和高度；
12.根据所述外接矩形和每一所述模型块的宽度和高度，将所述三维建筑模型分割为若干个模型块。
13.进一步的，所述生成每一模型块对应的dsm数据和dom数据，包括:
14.计算若干个模型块的总块数；
15.基于所述总块数，根据每一所述模型块的行列索引号计算每一模型块的左下角坐标和右上角坐标，并根据所述左上角坐标和所述右上角坐标确定每一模型块的位置；
16.根据每一模型块的位置、宽度和高度，计算得到每一所述模型块的正射投影矩阵；
17.根据每一模型块的所述正射投影矩阵和位置，构建每一模型块的rtt相机，根据所述rrt相机提取得到每一所述模型块的纹理信息和深度信息，根据所述纹理信息生成dom数据，根据所述深度信息生成dsm数据。
18.进一步的，在将所述dsm数据和所述dom数据输入至预先训练好的实例分割模型中之前，包括：
19.根据dsm数据和dom数据制作训练数据集；
20.将所述训练数据集进行正则化处理后，输入至训练模型中进行训练，得到训练好的实例分割模型，所述训练模型包括maskrcnn模型和pan模型。
21.进一步的，所述将所述训练数据集进行正则化处理，包括:
22.对训练数据集中的dom数据进行正则化处理：
[0023][0024]
其中,v为当前dom像素值，mean为均值，std为标准差；
[0025]
对训练数据集中的dsm数据进行正则化处理：
[0026][0027]
其中,h为当前dsm像素值，h
min
为像素值的最小值，h
max
为像素值的最大值。
[0028]
进一步的，所述将所述建筑物边界数据转换为建筑物的矢量边界数据，包括：
[0029]
对所有所述建筑物边界数据进行融合处理，得到合并建筑物边界数据；
[0030]
对所述合并建筑物边界数据进行规则化处理后，转换为矢量数据，对所述矢量数据设置相应的坐标系，输出为建筑物的矢量边界数据。
[0031]
进一步的，所述对所述三维建筑模型中的osgb文件建立双重索引，根据所述双重索引和所述建筑物的矢量边界数据，从所述三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体，包括：
[0032]
对所述三维建筑模型中的第一层osgb文件建立r树索引；
[0033]
将每一所述建筑物的矢量边界数据和所述三维建筑模型中的第一层osgb文件建立映射关系，根据所述映射关系读取每一建筑物的矢量边界；
[0034]
获取所述建筑物的空间范围，并根据所述r树索引获取与所述空间范围相交的相交osgb文件；
[0035]
根据所述相交osgb文件建立四叉树索引，根据所述四叉树索引获取相交osgb文件的最后一层osgb文件；
[0036]
读取所述osgb文件中的所有三角形，并判断每一所述三角形与所述建筑物的矢量边界的空间关系，根据所述空间关系获取与所述建筑物的矢量边界相交和包含的三角形，计算相交三角形的交点，根据所述交点对相交三角形进行三角网划分得到多个三角形，提取所述三角形与所述建筑物的矢量边界的相交坐标得到建筑物单体。
[0037]
进一步的，在对所述三维建筑模型中的osgb文件建立双重索引，根据所述双重索
引和所述建筑物的矢量边界数据，从所述三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体之后，还包括：
[0038]
计算所述三角形与所述建筑物的矢量边界的交点的第一纹理坐标；
[0039]
计算所述建筑物的矢量边界与所述三角形的相交部分的内部顶点的第二纹理坐标；
[0040]
根据所述第一纹理坐标和所述第二纹理坐标对所述建筑物单体进行三角网重构和纹理重建，得到重构后的建筑物单体。
[0041]
本发明的一个实施例提供了一种三维建筑模型单体化装置，包括：
[0042]
影像数据生成模块，用于对三维建筑模型进行分割得到若干个模型块，并生成每一模型块对应的dsm数据和dom数据；
[0043]
边界数据转换模块，用于将所述dsm数据和所述dom数据输入至预先训练好的实例分割模型中，提取得到所有的建筑物边界数据，将所述建筑物边界数据转换为建筑物的矢量边界数据；
[0044]
建筑物单体化模块，用于对所述三维建筑模型中的osgb文件建立双重索引，根据所述双重索引和所述建筑物的矢量边界数据，从所述三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体。
[0045]
本发明的一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的三维建筑模型单体化方法。
[0046]
本发明实施例通过对三维建筑模型中的osgb文件建立双重索引，根据双重索引和建筑物的矢量边界数据，能够快速从三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体，从而能够有效提高建筑物单体化的效率；本发明实施例通过对maskrcnn模型的网络框架进行修改，能够使得修改后的maskrcnn模型适用于大范围的建筑单体识别和提取，不仅能够有效提高单体化效率，而且更具备应用的普适性；本发明实施例通过对建筑物单体进行三角网重构和纹理重建，能够有效解决切割后单体化建筑物存在的边界锯齿问题和纹理变形问题，从而能够有效提高建筑物单体化的效果，得到满足需求格式的建筑物单体。
附图说明
[0047]
图1是本发明实施例提供的三维建筑模型单体化方法的流程示意图；
[0048]
图2是本发明实施例提供的dom数据示意图；
[0049]
图3是本发明实施例提供的dsm数据示意图；
[0050]
图4是本发明实施例提供的生成dsm数据和dom数据的流程示意图；
[0051]
图5是本发明实施例提供的获取建筑物边界数据的流程示意图；
[0052]
图6是本发明实施例提供的建筑物边界提取效果图；
[0053]
图7是本发明实施例提供的建筑物单体化提取流程示意图；
[0054]
图8是本发明实施例提供的根据osgb文件和建筑物边界建立的r树索引图；
[0055]
图9是本发明实施例提供的建筑物单体化提取结果图；
[0056]
图10是本发明实施例提供的建筑物矢量边界数据与三角形相交示意图；
[0057]
图11是本发明实施例提供重构后的建筑物单体示意图；
[0058]
图12是本发明实施例提供的三维建筑模型单体化装置的流程示意图。
具体实施方式
[0059]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0060]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0061]
在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0062]
请参阅图1，本发明的一个实施例提供了一种三维建筑模型单体化方法，包括：
[0063]
s1、对三维建筑模型进行分割得到若干个模型块，并生成每一模型块对应的dsm数据和dom数据；
[0064]
在发明实施例中，dsm数据为数字地表模型(digital surface model，dsm)数据，数字地表模型是指包含了地表建筑物、桥梁和树木等高度的地面高程模型；dom数据为数字正射影像数据。本发明实施例的三维建筑模型为倾斜摄影的三维建筑模型，该三维建筑模型内包括有多个osgb(open scene graph binary)格式的文件，osgb格式是倾斜摄影三维建筑模型的成果数据主流格式。
[0065]
请参阅图2，为本发明实施例提供的dom数据示意图；请参阅图3，为本发明实施例提供的dsm数据示意图。
[0066]
s2、将dsm数据和dom数据输入至预先训练好的实例分割模型中，提取得到所有的建筑物边界数据，将建筑物边界数据转换为建筑物的矢量边界数据；
[0067]
本发明实施例采用倾斜摄影生成的dom数据和dsm数据提取建筑物的边界，不仅能够有效解决提高边界提取的精度，而且由于dom数据和dsm数据均可由倾斜摄影直接生成，从而能够有效避免分辨率不一致的问题。
[0068]
s3、对三维建筑模型中的osgb文件建立双重索引，根据双重索引和建筑物的矢量边界数据，从三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体。
[0069]
本发明实施例通过对三维建筑模型中的osgb文件建立双重索引，根据双重索引和建筑物的矢量边界数据，能够快速从三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体，从而能够有效提高建筑物单体化的效率。
[0070]
在一个实施例中，对三维建筑模型进行分割得到若干个模型块，包括：
[0071]
s11、获取三维建筑模型的外接矩形；
[0072]
在本发明实施例中，通过读取三维建筑模型的osgb文件，能够获取三维建筑模型
的外接矩形，并获取该外接举行的左下角坐标和右上角坐标，存储为xmin,ymin，和xmax，ymax。
[0073]
s12、根据三维建筑模型中每一个模型块的分辨率和输出影像的宽度和高度，计算每一模型块的宽度和高度；
[0074]
在本发明实施例中，计算公式为：
[0075]
modelwidth＝pixel*imgwidth
[0076]
modelheight＝pixel*imgheight
[0077]
其中，modelwidth为每一模型块的宽度，modelheight为每一模型块的高度，pixel为像元大小，imgwidth和imgheight为模型块输出影像的宽度和高度。
[0078]
s13、根据外接矩形和每一模型块的宽度和高度，将三维建筑模型分割为若干个模型块。
[0079]
在本发明实施例中，根据三维建筑模型的整体范围和上述的模型块的宽度和模型块的高度，计算得到划分后得到的总块数：
[0080]
rows＝(bb.ymax-bb.ymin)/modelwidth+1
[0081]
cols＝(bb.xmax-bb.xmin)/modelheight+1
[0082]
其中，rows划分后总行数、bb为三维建筑模型的整体范围、ymax和ymin分别为整体范围中y的最大值和最小值，cols为划分后总列数、xmax和xmin分别为0sgb范围中x的最大值和最小值。
[0083]
在一个实施例中，生成每一模型块对应的dsm数据和dom数据，包括：
[0084]
s101、计算若干个模型块的总块数；
[0085]
在本发明实施例中，可以根据三维建筑模型的整体范围和每一模型块的宽度和模型块的高度，计算得到划分后得到的总块数。
[0086]
s102、基于总块数，根据每一模型块的行列索引号计算每一模型块的左下角坐标和右上角坐标，并根据左上角坐标和右上角坐标确定每一模型块的位置；
[0087]
在本发明实施例中，每一模型块的位置计算公式为：
[0088]
modelleftbottomx＝xmin+col*modelwidth
[0089]
modelleftbottomy＝ymin+row*modelheight
[0090]
modelrighttopx＝xmin+(col+1)*modelwidth
[0091]
modelrighttopy＝ymin+(row+1)*modelheight
[0092]
其中，modelleftbottomx和modelleftbottomy为计模型块的左下角x坐标和y坐标，modelrighttopx和modelrighttopy为模型块的右上角x坐标和y坐标。col和row为当前模型块所在的宽度和高度，xmin和ymin为三维建筑模型的整体范围的左下角坐标值。
[0093]
s103、根据每一模型块的位置、宽度和高度，计算得到每一模型块的正射投影矩阵；
[0094]
根据每一模型块的正射投影矩阵和位置，构建每一模型块的rtt相机，根据rrt相机提取得到每一模型块的纹理信息和深度信息，根据纹理信息生成dom数据，根据深度信息生成dsm数据。
[0095]
在本发明实施例中，根据每一模型块的正射投影矩阵和位置，构建每一模型块的rrt相机，该rtt相机根据三维建筑场景渲染机制对模型块进行深度渲染和彩渲染得到
彩纹理数据和深度纹理数据，根据彩纹理数据生成dom数据，根据深度纹理数据生成dsm影像数据。在一种具体的实施方式中，dom数据和dsm数据均保存为tif文件。
[0096]
在本发明实施例中，由于倾斜摄影存储的是相对于中心点的小坐标，上述计算得到的结果均为相对于中心点的偏移值，在输出时需要输出真实坐标值，因此本发明实施例在计算的结果的基础上加上偏移值，并设置相应的坐标系，便于后续需要进行建筑矢量边界的提取。
[0097]
请参阅图4，为本发明实施例提供的一种生成dsm数据和dom数据的流程示意图。
[0098]
在一个实施例中，在将dsm数据和dom数据输入至预先训练好的实例分割模型中之前，包括：
[0099]
根据dsm数据和dom数据制作训练数据集；
[0100]
在本发明实施例中，根据dsm数据和dom数据制作训练数据集和测试数据集，其中训练数据集用于模型训练得到实例分割模型，测试数据集用于对训练好的实例分割模型进行精度评价。制作训练数据集的一种方式为，将dom数据作为第4个波段加入到dsm数据中。
[0101]
将训练数据集进行正则化处理后，输入至训练模型中进行训练，得到训练好的实例分割模型，训练模型包括maskrcnn模型和pan模型。
[0102]
在本发明实施例中，为适应大规模提取建筑物的矢量边界数据，还对maskrcnn模型框架进行微调，具体为：将maskrcnn模型的rpnhead的conv模块增加至2层；由于训练中提取建筑物数量相对于框架常用的提取自然图像边界数量较多，一副图像可能有几百个建筑，为了提高训练精度，本发明实施例还将rcnn中的proposal层数增加至两倍。
[0103]
本发明实施例通过对maskrcnn模型的网络框架进行修改，能够使得修改后的maskrcnn模型适用于大范围的建筑单体识别和提取，不仅能够有效提高单体化效率，而且更具备应用的普适性。
[0104]
请参阅图5，在本发明实施例中，在将训练数据集输入至训练模型进行训练之前，还包括对训练数据集进行数据增强处理和数据正则化处理，其中，数据增强处理包括：对数据进行多种随机转换，主要是采用高斯噪声、高斯模糊、调、饱和度调整、随机反转、随机中心裁剪增强方法。
[0105]
数据正则化处理包括:
[0106]
对训练数据集中的dom数据进行正则化处理：
[0107][0108]
其中,v为当前dom像素值，mean为均值，std为标准差；
[0109]
对训练数据集中的dsm数据进行正则化处理：
[0110][0111]
其中,h为当前dsm像素值，h
min
为像素值的最小值，h
max
为像素值的最大值。
[0112]
在本发明实施例中，模型训练的过程还包括：
[0113]
在实例maskrcnn模型和pan模型中进行模型训练，通过制作建筑识别的训练样本，梯度降低损失的方法得到map_50(mean average precision at iou》50％)在88％以上的模型，输出训练好的实例分割模型。
[0114]
在一个实施例中，将建筑物边界数据转换为建筑物的矢量边界数据，包括：
[0115]
s21、对所有建筑物边界数据进行融合处理，得到合并建筑物边界数据；
[0116]
在本发明实施例中，训练和提取的图片尺寸为640*640，相邻图片重叠overlap为100。本发明实施例对于建筑物的边界融合分为两种，对于非重叠区域，设置较大的阈值；对于重叠的边界区域，设置较小的阈值，来合并边界处建筑得到合并建筑物边界数据。
[0117]
s22、对合并建筑物边界数据进行规则化处理后，转换为矢量数据，对矢量数据设置相应的坐标系，输出为建筑物的矢量边界数据。
[0118]
在本发明实施例中，对合并建筑物边界数据进行规则化处理，包括：
[0119]
将合并建筑物边界数据中的边界点转换为面；
[0120]
将合并建筑物边界数据中的复杂多边形转换为简单多边形；
[0121]
将合并建筑物边界数据中的不规则的多边形转为规则多边形。
[0122]
请参阅图6，为本发明实施例提供的建筑物边界提取效果图。
[0123]
请参阅图7，在一个实施例中，对三维建筑模型中的osgb文件建立双重索引，根据双重索引和建筑物的矢量边界数据，从三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体，包括：
[0124]
对三维建筑模型中的第一层osgb文件建立r树索引；
[0125]
在本发明实施例中，由于三维建筑模型中的osgb数据以文件格式存储，每个区域会有多个文件夹组成，而每个文件夹内又包含几百个osgb格式的文件，本发明实施例通过采用创建索引的方式能够有效加快读取速度，从而能够有效提高频繁读取文件中的数据的效率。
[0126]
可选地，本发明实施例只对每个文件夹中的第一层osgb文件创建r树索引，根据每个文件夹内部的文件之间的关联关系即可通过一个r树索引建立同一个文件夹内部的所有文件的关联。具体为：通过遍历三维建筑模型中的文件夹，读取每个文件夹和文件夹名称相同的osgb文件，获取其空间范围，并根据该空间范围建立r树索引。
[0127]
将每一建筑物的矢量边界数据和三维建筑模型中的第一层osgb文件建立映射关系，根据映射关系读取每一建筑物的矢量边界；
[0128]
获取建筑物的空间范围，并根据r树索引获取与空间范围相交的相交osgb文件；
[0129]
在得到相交osgb文件后，还可以通过构造存储索引存储这些相交osgb文件。请参阅图8，为本发明实施提供的根据osgb文件和建筑物边界建立的r树索引图。如图8所示，根据空间关系构造存储索引，并存储osgb文件。
[0130]
{
[0131]
a：[tile_+024_+010],
[0132]
b:[tile_+025_+10],
[0133]
c:[tile_+025_+10,tile_+025_+11],
[0134]
d:[tile_+025_+011,tile_+026_+011,tile_+025_+012,tile_+026_+012],
[0135]
…
[0136]
}。
[0137]
根据相交osgb文件建立四叉树索引，根据四叉树索引获取相交osgb文件的最后一层osgb文件；
[0138]
读取osgb文件中的所有三角形，并判断每一三角形与建筑物的矢量边界的空间关
系，根据空间关系获取与建筑物的矢量边界相交和包含的三角形，计算相交三角形的交点，根据交点对相交三角形进行三角网划分得到多个三角形，提取三角形与建筑物的矢量边界的相交坐标得到建筑物单体。其中，包含的三角形为包含在矢量边界内的三角形。请参阅图9，为本发明实施例提供的建筑物单体化提取结果示意图。
[0139]
在本发明实施例中，读取所有与建筑物的矢量边界相交的osgb文件，具体为：读取第二层osgb文件(第一层osgb文件的子osgb文件)的空间范围，根据该空间范围判断当前osgb文件是否和建筑物的矢量边界具有相交关系，若是，则获取与建筑物的矢量边界相交的三角形，以及包含在建筑物的矢量边界内的三角形，若不具有相交关系则跳过当前osgb文件。在读取完毕当前osgb文件后，继续读取下一层osgb文件，直至读取所有的osgb文件。
[0140]
在一个实施例中，在对三维建筑模型中的osgb文件建立双重索引，根据双重索引和建筑物的矢量边界数据，从三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体之后，还包括：
[0141]
计算三角形与建筑物的矢量边界的交点的第一纹理坐标；
[0142]
在本发明实施例中，计算得到三角形与建筑物的矢量边界相交的坐标值：
[0143]
根据面线相交关系，计算得到相交点。
[0144]
请参阅图10，虚线为建筑物的矢量边界的一个面数据，三角形为v
0v1v2
，相交部分为多边形v0i1ci
2v2
。根据面线相交关系，计算得到相交点i1和i2的x,y,z坐标值。
[0145]
三角形与建筑物的矢量边界的交点，即边界点i1和i2的第一纹理坐标可根据其所在三角形边界上两端点的纹理坐标线性插值求得：
[0146][0147][0148]
其中，u
i1
和v
i1
为要计算i1的纹理的uv坐标，u1和v1为起点v1的纹理uv坐标，u0和v0为终点v0的纹理uv坐标，x0和y0为起点v1的顶点xy坐标、x1和y1为终点v0的顶点xy坐标，x
i1
和y
i1
为相交点i1的顶点xy坐标。
[0149]
计算建筑物的矢量边界与三角形的相交部分的内部顶点的第二纹理坐标；
[0150]
在本发明实施例中，可以根据三角面片3个顶点的纹理坐标反距离插值求得建筑物的矢量边界与三角形的相交部分的内部顶点的第二纹理坐标：
[0151][0152][0153]
其中，uc和vc为要计算的内部点c的纹理uv坐标。ui和vi为三角形三个顶点v0、v1、v2的纹理uv坐标。di为c到三角形三个顶点的距离值，采用欧式距离进行计算。
[0154]
根据第一纹理坐标和第二纹理坐标对建筑物单体进行三角网重构和纹理重建，得到重构后的建筑物单体。
[0155]
请参阅图11，为本发明实施例提供的一种重构后的建筑物单体示意图。
[0156]
本发明实施例通过对建筑物单体进行三角网重构和纹理重建，能够有效解决切割后单体化建筑物存在的边界锯齿问题和纹理变形问题，从而能够有效提高建筑物单体化的效果，得到满足需求格式的建筑物单体。
[0157]
实施本发明实施例，具有以下有益效果：
[0158]
本发明实施例通过对三维建筑模型中的osgb文件建立双重索引，根据双重索引和建筑物的矢量边界数据，能够快速从三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体，从而能够有效提高建筑物单体化的效率；本发明实施例通过对maskrcnn模型的网络框架进行修改，能够使得修改后的maskrcnn模型适用于大范围的建筑单体识别和提取，不仅能够有效提高单体化效率，而且更具备应用的普适性；本发明实施例通过对建筑物单体进行三角网重构和纹理重建，能够有效解决切割后单体化建筑物存在的边界锯齿问题和纹理变形问题，从而能够有效提高建筑物单体化的效果，得到满足需求格式的建筑物单体。
[0159]
请参阅图12，基于与上述实施例相同的发明构思，本发明的一个实施例提供了一种三维建筑模型单体化装置，包括：
[0160]
影像数据生成模块10，用于对三维建筑模型进行分割得到若干个模型块，并生成每一模型块对应的dsm数据和dom数据；
[0161]
边界数据转换模块20，用于将dsm数据和dom数据输入至预先训练好的实例分割模型中，提取得到所有的建筑物边界数据，将建筑物边界数据转换为建筑物的矢量边界数据；
[0162]
建筑物单体化模块30，用于对三维建筑模型中的osgb文件建立双重索引，根据双重索引和建筑物的矢量边界数据，从三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体。
[0163]
在一个实施例中，影像数据生成模块10还用于：
[0164]
获取三维建筑模型的外接矩形；
[0165]
根据三维建筑模型中每一个模型块的分辨率和输出影像的宽度和高度，计算每一模型块的宽度和高度；
[0166]
根据外接矩形和每一模型块的宽度和高度，将三维建筑模型分割为若干个模型块。
[0167]
在一个实施例中，影像数据生成模块10还用于:
[0168]
计算若干个模型块的总块数；
[0169]
基于总块数，根据每一模型块的行列索引号计算每一模型块的左下角坐标和右上角坐标，并根据左上角坐标和右上角坐标确定每一模型块的位置；
[0170]
根据每一模型块的位置、宽度和高度，计算得到每一模型块的正射投影矩阵；
[0171]
根据每一模型块的正射投影矩阵和位置，构建每一模型块的rtt相机，根据rrt相机提取得到每一模型块的纹理信息和深度信息，根据所述纹理信息生成dom数据，根据所述深度信息生成dsm数据。
[0172]
在一个实施例中，还包括模型训练模块，用于：
[0173]
根据dsm数据和dom数据制作训练数据集；
[0174]
将训练数据集进行正则化处理后，输入至训练模型中进行训练，得到训练好的实例分割模型，训练模型包括maskrcnn模型和pan模型。
[0175]
在一个实施例中，将训练数据集进行正则化处理，包括:
[0176]
对训练数据集中的dom数据进行正则化处理：
[0177][0178]
其中,v为当前dom像素值，mean为均值，std为标准差；
[0179]
对训练数据集中的dsm数据进行正则化处理：
[0180][0181]
其中,h为当前dsm像素值，h
min
为像素值的最小值，h
max
为像素值的最大值。
[0182]
在一个实施例中，边界数据转换模块20还用于：
[0183]
对所有建筑物边界数据进行融合处理，得到合并建筑物边界数据；
[0184]
对合并建筑物边界数据进行规则化处理后，转换为矢量数据，对矢量数据设置相应的坐标系，输出为建筑物的矢量边界数据。
[0185]
在一个实施例中，建筑物单体化模块30还用于：
[0186]
对三维建筑模型中的osgb文件建立r树索引；
[0187]
将每一建筑物的矢量边界数据和三维建筑模型中的所有osbg文件建立映射关系，根据映射关系读取每一建筑物的矢量边界；
[0188]
获取建筑物的空间范围，并根据r树索引获取与空间范围相交的相交osgb文件；
[0189]
根据相交osgb文件建立四叉树索引，根据四叉树索引获取相交osgb文件的最后一层osgb文件；
[0190]
读取osgb文件中的所有三角形，并判断每一三角形与建筑物的矢量边界的空间关系，根据空间关系获取与建筑物的矢量边界相交和包含的三角形，计算相交三角形的交点，根据交点对相交三角形进行三角网划分得到多个三角形，提取三角形与建筑物的矢量边界的相交坐标得到建筑物单体。其中，包含的三角形为包含在矢量边界内的三角形。
[0191]
在一个实施例中，还包括单体重建模块，用于：
[0192]
计算三角形与建筑物的矢量边界的交点的第一纹理坐标；
[0193]
计算建筑物的矢量边界与三角形的相交部分的内部顶点的第二纹理坐标；
[0194]
根据第一纹理坐标和第二纹理坐标对建筑物单体进行三角网重构和纹理重建，得到重构后的建筑物单体。
[0195]
本发明的一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行如上述的三维建筑模型单体化方法。
[0196]
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种三维建筑模型单体化方法，其特征在于，包括：对三维建筑模型进行分割得到若干个模型块，并生成每一模型块对应的dsm数据和dom数据；将所述dsm数据和所述dom数据输入至预先训练好的实例分割模型中，提取得到所有的建筑物边界数据，将所述建筑物边界数据转换为建筑物的矢量边界数据；对所述三维建筑模型中的osgb文件建立双重索引，根据所述双重索引和所述建筑物的矢量边界数据，从所述三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体。2.如权利要求1所述的三维建筑模型单体化方法，其特征在于，所述对三维建筑模型进行分割得到若干个模型块，包括：获取所述三维建筑模型的外接矩形；根据所述三维建筑模型中每一个模型块的分辨率和输出影像的宽度和高度，计算每一模型块的宽度和高度；根据所述外接矩形和每一所述模型块的宽度和高度，将所述三维建筑模型分割为若干个模型块。3.如权利要求1所述的三维建筑模型单体化方法，其特征在于，所述生成每一模型块对应的dsm数据和dom数据，包括:计算若干个模型块的总块数；基于所述总块数，根据每一所述模型块的行列索引号计算每一模型块的左下角坐标和右上角坐标，并根据所述左上角坐标和所述右上角坐标确定每一模型块的位置；根据每一模型块的位置、宽度和高度，计算得到每一所述模型块的正射投影矩阵；根据每一模型块的所述正射投影矩阵和位置，构建每一模型块的rtt相机，根据所述rrt相机提取得到每一所述模型块的纹理信息和深度信息，根据所述纹理信息生成dom数据，根据所述深度信息生成dsm数据。4.如权利要求1所述的三维建筑模型单体化方法，其特征在于，在将所述dsm数据和所述dom数据输入至预先训练好的实例分割模型中之前，包括：根据dsm数据和dom数据制作训练数据集；将所述训练数据集进行正则化处理后，输入至训练模型中进行训练，得到训练好的实例分割模型，所述训练模型包括maskrcnn模型和pan模型。5.如权利要求4所述的三维建筑模型单体化方法，其特征在于，所述将所述训练数据集进行正则化处理，包括:对训练数据集中的dom数据进行正则化处理：其中,v为当前dom像素值，mean为均值，std为标准差；对训练数据集中的dsm数据进行正则化处理：其中,h为当前dsm像素值，h
min
为像素值的最小值，h
max
为像素值的最大值。
6.如权利要求1所述的三维建筑模型单体化方法，其特征在于，所述将所述建筑物边界数据转换为建筑物的矢量边界数据，包括：对所有所述建筑物边界数据进行融合处理，得到合并建筑物边界数据；对所述合并建筑物边界数据进行规则化处理后，转换为矢量数据，对所述矢量数据设置相应的坐标系，输出为建筑物的矢量边界数据。7.如权利要求1所述的三维建筑模型单体化方法，其特征在于，所述对所述三维建筑模型中的osgb文件建立双重索引，根据所述双重索引和所述建筑物的矢量边界数据，从所述三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体，包括：对所述三维建筑模型中的第一层osgb文件建立r树索引；将每一所述建筑物的矢量边界数据和所述三维建筑模型中的第一层osgb文件建立映射关系，根据所述映射关系读取每一建筑物的矢量边界；获取所述建筑物的空间范围，并根据所述r树索引获取与所述空间范围相交的相交osgb文件；根据所述相交osgb文件建立四叉树索引，根据所述四叉树索引获取相交osgb文件的最后一层osgb文件；读取所述osgb文件中的所有三角形，并判断每一所述三角形与所述建筑物的矢量边界的空间关系，根据所述空间关系获取与所述建筑物的矢量边界相交和包含的三角形，计算相交三角形的交点，根据所述交点对相交三角形进行三角网划分得到多个三角形，提取所述三角形与所述建筑物的矢量边界的相交坐标得到建筑物单体。8.如权利要求7所述的三维建筑模型单体化方法，其特征在于，在对所述三维建筑模型中的osgb文件建立双重索引，根据所述双重索引和所述建筑物的矢量边界数据，从所述三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体之后，还包括：计算所述三角形与所述建筑物的矢量边界的交点的第一纹理坐标；计算所述建筑物的矢量边界与所述三角形的相交部分的内部顶点的第二纹理坐标；根据所述第一纹理坐标和所述第二纹理坐标对所述建筑物单体进行三角网重构和纹理重建，得到重构后的建筑物单体。9.一种三维建筑模型单体化装置，其特征在于，包括：影像数据生成模块，用于对三维建筑模型进行分割得到若干个模型块，并生成每一模型块对应的dsm数据和dom数据；边界数据转换模块，用于将所述dsm数据和所述dom数据输入至预先训练好的实例分割模型中，提取得到所有的建筑物边界数据，将所述建筑物边界数据转换为建筑物的矢量边界数据；建筑物单体化模块，用于对所述三维建筑模型中的osgb文件建立双重索引，根据所述双重索引和所述建筑物的矢量边界数据，从所述三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至8中任意一项所述的三维建筑模型单体化方法。

技术总结

本发明公开了一种三维建筑模型单体化方法、装置及存储介质，其中方法包括：对三维建筑模型进行分割得到若干个模型块，并生成每一模型块对应的DSM数据和DOM数据；将DSM数据和DOM数据输入至预先训练好的实例分割模型中，提取得到所有的建筑物边界数据，将建筑物边界数据转换为建筑物的矢量边界数据；对三维建筑模型中的OSGB文件建立双重索引，根据双重索引和建筑物的矢量边界数据，从三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体。本发明通过对三维建筑模型中的OSGB文件建立双重索引，根据双重索引和建筑物的矢量边界数据，能够快速从三维建筑模型中提取得到每个建筑物单体，从而能够有效提高建筑物单体化的效率。建筑物单体化的效率。建筑物单体化的效率。