CN107730585A - 一种地形三维模型生成方法及*** - Google Patents
一种地形三维模型生成方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种地形三维模型生成方法及***。其中该地形三维模型生成方法包括步骤1：采集待勘察地形的不同角度图像；步骤2：将获得的所有图像转换为相应的点云数据；步骤3：判断点云数据中的错点和坏点并进行修正；步骤4：利用三维建模软件Revit来创建设计模型，并与修正后的点云数据进行整合处理，输出带有三维地形的BIM模型。本发明通过处理图像素材生成相应的点云模型，省去对路桥项目现状建模的大量时间，并能保证现状的真实性与准确性。
Description
技术领域
本发明属于地形三维模型领域，尤其涉及一种地形三维模型生成方法及***。
背景技术
在传统的二维设计平台中，往往需要依靠地形图、平面图、卫星图或效果图来完成现状分析、方案比选、汇报等方面的工作。因二维手机手段表现形式的限制，在表达设计理念方面有不直观、不准确等特点；借助效果图公司生成效果图来进行表达时多与实际情况不符，且费用高昂；使用无人机进行航拍生成航拍视频，因其特定的航线限制，在现状分析阶段也显得不够灵活。这些缺点造成路桥项目各参与方在沟通、协调时的不便。
因此，亟需一种能够精确查看路桥项目对周边地域的影响，并对路桥项目中可能发生的问题进行及时规避。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种地形三维模型生成方法，其通过处理图像素材生成相应的点云模型，省去对路桥项目现状建模的大量时间，并能保证现状的真实性与准确性。
本发明的一种地形三维模型生成方法，包括：
步骤1：采集待勘察地形的不同角度图像；
步骤2：将获得的所有图像转换为相应的点云数据；
步骤3：判断点云数据中的错点和坏点并进行修正；
步骤4：利用三维建模软件Revit来创建设计模型，并与修正后的点云数据进行整合处理，输出带有三维地形的BIM模型。
进一步的，在所述步骤1中，在距离待勘察地形的相同高度处，分别从待勘察地形的左、右、前、后和垂直正上方的这五个角度来采集待勘察地形的图像。
进一步的，在所述步骤2中，将获得的所有图像分别输入至Autodesk ReCap软件中，利用Autodesk ReCap软件的PHOTO TO 3D功能将所有图像转换为相应的点云数据。
进一步的，在所述步骤3中，判断点云数据中的错点和坏点的过程包括：
将点云数据输入至AutoCAD Civil 3D中，生成相应曲面，并标注出相应曲面的等高线；
根据云数据的密度，设置相应间隔的等高线；
对照整个地形等高线平均间隔，若等高线的密度远远小于平均间隔，则此处相对应的点云数据存在错点和坏点；
若等高线的走向出现无规律的波动，则此处相对应的点云数据存在错点和坏点。
进一步的，在所述步骤3中，直接删去点云数据中的错点和坏点。
本发明的第二目的是提供一种地形三维模型生成***。
本发明的一种地形三维模型生成***，包括：
图像采集部，其被配置为采集待勘察地形的不同角度图像；
点云数据转化部，其被配置为将获得的所有图像转换为相应的点云数据；
点云数据修正部，其被配置为判断点云数据中的错点和坏点并进行修正；
BIM模型输出部，其被配置为利用三维建模软件Revit来创建设计模型，并与修正后的点云数据进行整合处理，输出带有三维地形的BIM模型。
进一步的，在所述图像采集部中，在距离待勘察地形的相同高度处，分别从待勘察地形的左、右、前、后和垂直正上方的这五个角度来采集待勘察地形的图像。
进一步的，在所述点云数据转化部中，将获得的所有图像分别输入至AutodeskReCap软件中，利用Autodesk ReCap软件的PHOTO TO 3D功能将所有图像转换为相应的点云数据。
进一步的，在所述点云数据修正部中，判断点云数据中的错点和坏点的过程包括：
将点云数据输入至AutoCAD Civil 3D中，生成相应曲面，并标注出相应曲面的等高线；
根据云数据的密度，设置相应间隔的等高线；
对照整个地形等高线平均间隔，若等高线的密度远远小于平均间隔，则此处相对应的点云数据存在错点和坏点；
若等高线的走向出现无规律的波动，则此处相对应的点云数据存在错点和坏点。
进一步的，在所述点云数据修正部中，直接删去点云数据中的错点和坏点。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过处理图像素材生成相应的点云模型，省去对路桥项目现状建模的大量时间，并能保证现状的真实性与准确性。
(2)本发明将点云模型导入至三维设计软件，在真实场景模型的基础上完成基于BIM技术的三维模型的创建，精确的查看桥项项目对周边地域的影响，并对桥项项目中可能发生的问题进行及时规避。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明的一种地形三维模型生成方法流程图；
图2是本发明的一种地形三维模型生成***结构示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
图1是本发明的一种地形三维模型生成方法流程图。
如图1所示，本发明的一种地形三维模型生成方法，包括：
步骤1：采集待勘察地形的不同角度图像；
在所述步骤1中，在距离待勘察地形的相同高度处，分别从待勘察地形的左、右、前、后和垂直正上方的这五个角度来采集待勘察地形的图像。
在具体实施中，可使用无人机通过在同一飞行平台上搭载的5台传感器同时从左、右、前、后和垂直正上方的这五个角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息。
步骤2：将获得的所有图像转换为相应的点云数据；
在所述步骤2中，将获得的所有图像分别输入至Autodesk ReCap软件中，利用AutodeskReCap软件的PHOTO TO 3D功能将所有图像转换为相应的点云数据。
其中，Autodesk ReCap软件是一个独立的应用程序，它可以使通过引用多个索引的扫描文件(RCS)来创建一个点云投影文件(RCP)。该软件默认随AutoCAD 2014一起安装。可以通过Windows开始菜单或从Autodesk ReCap桌面图标中启动它。可以用AutodeskReCap将扫描文件数据转换成点云格式，使其能在其它产品中查看和编辑。Autodesk ReCap处理大规模的数据集，使你能够聚合扫描文件，并对其进行清理、分类、空间排序、压缩、测量和形象化。
点云数据是通过三维扫描仪对空间物体进行采样得到的物体表面的直接采样点，是对物体表面的几何属性最真实的记录。该项目主要研究内容是以无人机倾斜摄影技术为基础，在勘察现状中改变以往航空测量只能使用单一相机从垂直角度拍摄地物的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、侧视和前后视等不同角度采集影像，获取现状数据。从而大大降低三维模型数据采集的经济代价和时间代价。
步骤3：判断点云数据中的错点和坏点并进行修正；
在具体实施中，在所述步骤3中，判断点云数据中的错点和坏点的过程包括：
将点云数据输入至AutoCAD Civil 3D中，生成相应曲面，并标注出相应曲面的等高线；
根据云数据的密度，设置相应间隔的等高线；
对照整个地形等高线平均间隔，若等高线的密度远远小于平均间隔，则此处相对应的点云数据存在错点和坏点；
若等高线的走向出现无规律的波动，则此处相对应的点云数据存在错点和坏点。
其中，AutoCAD Civil 3D是一款制图软件，提供了独一无二的样式机制，使各企业组织可以自行定义CAD和设计标准，旨在面向土木工程设计与文档编制的建筑信息模型(BIM)解决方案。
AutoCAD Civil 3D能够帮助从事交通运输、土地开发和水利项目的土木工程专业人员保持协调一致，更轻松、更高效地探索设计方案，分析项目性能，并提供相互一致、更高质量的文档。
Autodesk Civil 3D就是根据专业需要进行了专门定制的AutoCAD，是业界认可的土木工程道路与土石方解决的软件包，可以加快设计理念的实现过程。它的三维动态工程模型有助于快速完成道路工程、场地、雨水/污水排放***以及场地规划设计。所有曲面、横断面、纵断面、标注等均以动态方式链接，可更快、更轻松地评估多种设计方案、做出更明智的决策并生成最新的图纸。
AutoCAD Civil 3D这些标准可以方便地在整个企业组织中使用。从等高线的颜色、线型和间距，到横断面或纵断面标注栏中显示的标签，各种标准均可以在样式中进行定义，然后，该样式将用于整个设计和生成图纸的过程。
其中，在所述步骤3中，直接删去点云数据中的错点和坏点。
对于错误数据，一般做直接删除处理，点数量庞大，删除个别点不影响地形的生成，也不会对准确度造成影响。对于地形数据稀少的文件，调查出真实数据后，做修改处理。
点云的表面信息是相当丰富的,包括空间三维位置坐标、法向量、大小、色彩、纹理和透明度等等。
通过处理图像素材生成相应的点云模型，省去对项目现状建模的大量时间，并能保证现状的真实性与准确性。将点云模型导入至三维设计软件，在真实场景模型的基础上完成基于BIM技术的三维模型的创建，精确的查看项目对周边地域的影响，并对项目中可能发生的问题进行及时规避。
步骤4：利用三维建模软件Revit来创建设计模型，并与修正后的点云数据进行整合处理，输出带有三维地形的BIM模型。
其中，Revit是Autodesk公司一套系列软件的名称。Revit系列软件是为建筑信息模型(BIM)构建的，可帮助建筑设计师设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑。
BIM能够帮助建筑师减少错误和浪费，以此提高利润和客户满意度，进而创建可持续性更高的精确设计。BIM能够优化团队协作，其支持建筑师与工程师、承包商、建造人员与业主更加清晰、可靠地沟通设计意图。
BIM支持建筑师在施工前更好地预测竣工后的建筑，使他们在如今日益复杂的商业环境中保持竞争优势。Autodesk Revit Architecture软件专为建筑信息模型(BIM)而构建。BIM是以从设计、施工到运营的协调、可靠的项目信息为基础而构建的集成流程。通过采用BIM，建筑公司可以在整个流程中使用一致的信息来设计和绘制创新项目，并且还可以通过精确实现建筑外观的可视化来支持更好的沟通，模拟真实性能以便让项目各方了解成本、工期与环境影响。
本发明通过处理图像素材生成相应的点云模型，省去对路桥项目现状建模的大量时间，并能保证现状的真实性与准确性。
本发明将点云模型导入至三维设计软件，在真实场景模型的基础上完成基于BIM技术的三维模型的创建，精确的查看桥项项目对周边地域的影响，并对桥项项目中可能发生的问题进行及时规避。
图2是本发明的一种地形三维模型生成***结构示意图。
如图2所示，本发明的一种地形三维模型生成***，包括：
(1)图像采集部，其被配置为采集待勘察地形的不同角度图像；
其中，在所述图像采集部中，在距离待勘察地形的相同高度处，分别从待勘察地形的左、右、前、后和垂直正上方的这五个角度来采集待勘察地形的图像。
(2)点云数据转化部，其被配置为将获得的所有图像转换为相应的点云数据；
其中，在所述点云数据转化部中，将获得的所有图像分别输入至Autodesk ReCap软件中，利用Autodesk ReCap软件的PHOTO TO 3D功能将所有图像转换为相应的点云数据。
(3)点云数据修正部，其被配置为判断点云数据中的错点和坏点并进行修正；
其中，在所述点云数据修正部中，判断点云数据中的错点和坏点的过程包括：
将点云数据输入至AutoCAD Civil 3D中，生成相应曲面，并标注出相应曲面的等高线；
根据云数据的密度，设置相应间隔的等高线；
对照整个地形等高线平均间隔，若等高线的密度远远小于平均间隔，则此处相对应的点云数据存在错点和坏点；
若等高线的走向出现无规律的波动，则此处相对应的点云数据存在错点和坏点。
此外，在所述点云数据修正部中，直接删去点云数据中的错点和坏点。
(4)BIM模型输出部，其被配置为利用三维建模软件Revit来创建设计模型，并与修正后的点云数据进行整合处理，输出带有三维地形的BIM模型。
本发明通过处理图像素材生成相应的点云模型，省去对路桥项目现状建模的大量时间，并能保证现状的真实性与准确性。
本发明将点云模型导入至三维设计软件，在真实场景模型的基础上完成基于BIM技术的三维模型的创建，精确的查看桥项项目对周边地域的影响，并对桥项项目中可能发生的问题进行及时规避。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种地形三维模型生成方法，其特征在于，包括：
步骤1：采集待勘察地形的不同角度图像；
步骤2：将获得的所有图像转换为相应的点云数据；
步骤3：判断点云数据中的错点和坏点并进行修正；
步骤4：利用三维建模软件Revit来创建设计模型，并与修正后的点云数据进行整合处理，输出带有三维地形的BIM模型。
2.如权利要求1所述的一种地形三维模型生成方法，其特征在于，在所述步骤1中，在距离待勘察地形的相同高度处，分别从待勘察地形的左、右、前、后和垂直正上方的这五个角度来采集待勘察地形的图像。
3.如权利要求1所述的一种地形三维模型生成方法，其特征在于，在所述步骤2中，将获得的所有图像分别输入至Autodesk ReCap软件中，利用Autodesk ReCap软件的PHOTO TO3D功能将所有图像转换为相应的点云数据。
4.如权利要求1所述的一种地形三维模型生成方法，其特征在于，在所述步骤3中，判断点云数据中的错点和坏点的过程包括：
将点云数据输入至AutoCAD Civil 3D中，生成相应曲面，并标注出相应曲面的等高线；
根据云数据的密度，设置相应间隔的等高线；
对照整个地形等高线平均间隔，若等高线的密度远远小于平均间隔，则此处相对应的点云数据存在错点和坏点；
若等高线的走向出现无规律的波动，则此处相对应的点云数据存在错点和坏点。
5.如权利要求4所述的一种地形三维模型生成方法，其特征在于，在所述步骤3中，直接删去点云数据中的错点和坏点。
6.一种地形三维模型生成***，其特征在于，包括：
图像采集部，其被配置为采集待勘察地形的不同角度图像；
点云数据转化部，其被配置为将获得的所有图像转换为相应的点云数据；
点云数据修正部，其被配置为判断点云数据中的错点和坏点并进行修正；
BIM模型输出部，其被配置为利用三维建模软件Revit来创建设计模型，并与修正后的点云数据进行整合处理，输出带有三维地形的BIM模型。
7.如权利要求6所述的一种地形三维模型生成***，其特征在于，在所述图像采集部中，在距离待勘察地形的相同高度处，分别从待勘察地形的左、右、前、后和垂直正上方的这五个角度来采集待勘察地形的图像。
8.如权利要求6所述的一种地形三维模型生成***，其特征在于，在所述点云数据转化部中，将获得的所有图像分别输入至Autodesk ReCap软件中，利用Autodesk ReCap软件的PHOTO TO 3D功能将所有图像转换为相应的点云数据。
9.如权利要求6所述的一种地形三维模型生成***，其特征在于，在所述点云数据修正部中，判断点云数据中的错点和坏点的过程包括：
将点云数据输入至AutoCAD Civil 3D中，生成相应曲面，并标注出相应曲面的等高线；
根据云数据的密度，设置相应间隔的等高线；
对照整个地形等高线平均间隔，若等高线的密度远远小于平均间隔，则此处相对应的点云数据存在错点和坏点；
若等高线的走向出现无规律的波动，则此处相对应的点云数据存在错点和坏点。
10.如权利要求9所述的一种地形三维模型生成***，其特征在于，在所述点云数据修正部中，直接删去点云数据中的错点和坏点。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180223 |
|
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