CN110232230B - 一种包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建方法及装置。其中,方法包括:获取待建模的路渠网络数据;其中,所述路渠网络至少包括第一线路和第二线路,所述路渠网络数据至少包括所述第一线路的第一中心线、所述第二线路的第二中心线、所述第一中心线对应的第一断面、所述第二中心线对应的第二断面、所述第一中心线和所述第二中心线间的桥涵节点;根据所述路渠网络数据,构建所述路渠网络的三维模型。本发明实施例提供的方法及装置,通过将路渠网络中各线路的桥涵节点与中心线和断面一起作为建模的参数,并基于上述参数构建路渠网络的三维模型,提高了建模效率和准确率并降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域,尤其涉及一种包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建方法及装置。
背景技术
通过三维建模技术,将现状地物表示为三维模型,在提供直观的视觉反馈的同时,还可将三维模型应用于地图导航和交通规划等领域,为构建地图和交通建设奠定了基础。但目前,对现状地物进行三维建模仍然是一项费时费力且成本较高的工作。
现有技术中通过参数化描述模型,实现规则化批量建模,是降低建模成本的主要方式。例如,对于单独的道路或沟渠,可以以道路或沟渠的中心线和断面为参数,将断面放样到中心线的折点处以进行批量建模。但对于存在交叉的道路或存在交叉的沟渠,在道路的交叉位置需要布置桥梁来保持道路的连通性,在沟渠的交叉位置需要布置涵洞来保持沟渠的连通性。由于桥涵与路渠形状存在差异,无法随路渠一起直接建模,通常需要对桥涵单独进行人工建模后,与路渠模型进行无缝拼接。
但上述做法中对桥涵单独进行人工建模费时费力且成本较高,并且,将人工建模得到的模型与路渠模型进行无缝拼接使得建模的效率大大降低,同时,拼接时难以保证完全无缝拼接从而导致模型准确率低。
发明内容
本发明实施例提供一种包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建方法及装置,用以解决现有的包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建方法中建模效率低、准确率低且成本高的问题。
第一方面,本发明实施例提供一种包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建方法,包括:
获取待建模的路渠网络数据;其中,所述路渠网络至少包括第一线路和第二线路,所述路渠网络数据至少包括所述第一线路的第一中心线、所述第二线路的第二中心线、所述第一中心线对应的第一断面、所述第二中心线对应的第二断面、所述第一中心线和所述第二中心线间的桥涵节点;
根据所述路渠网络数据,构建所述路渠网络的三维模型。
第二方面,本发明实施例提供一种包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建装置,包括:
数据获取模块,用于获取待建模的路渠网络数据;其中,所述路渠网络至少包括第一线路和第二线路,所述路渠网络数据至少包括所述第一线路的第一中心线、所述第二线路的第二中心线、所述第一中心线对应的第一断面、所述第二中心线对应的第二断面、所述第一中心线和所述第二中心线间的桥涵节点;
模型构建模块,用于根据所述路渠网络数据,构建所述路渠网络的三维模型。
第三方面,本发明实施例提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供的方法的步骤。
第四方面,本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的方法的步骤。
本发明实施例提供的一种包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建方法及装置,通过将路渠网络中各线路的桥涵节点与中心线和断面一起作为建模的参数,并基于上述参数构建路渠网络的三维模型,提高了建模效率和准确率并降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建方法流程图;
图2为本发明实施例提供的路渠网络数据中的中心线和桥涵节点示意图;
图3为本发明实施例提供的路渠网络数据中的断面示意图;
图4为本发明实施例提供的一种桥涵断面的示意图;
图5为本发明实施例提供的一种桥涵中心线的确定示意图;
图6为本发明实施例提供的一种包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建装置的结构示意图;
图7为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建方法流程图,如图1所示,该方法包括:
步骤101,获取待建模的路渠网络数据;其中,所述路渠网络至少包括第一线路和第二线路,所述路渠网络数据至少包括所述第一线路的第一中心线、所述第二线路的第二中心线、所述第一中心线对应的第一断面、所述第二中心线对应的第二断面、所述第一中心线和所述第二中心线间的桥涵节点。
具体地,本发明实施例构建的路渠网络的三维模型可以应用于地图导航和交通规划领域,为构建地图和交通建设奠定基础。其中,路渠网络指的是至少包括两条线路的网络,为了便于描述,将这两条线路分别称为第一线路和第二线路,此处的线路指的是道路或沟渠。由于本发明实施例的路渠网络中的第一线路和第二线路存在交叉,而道路和沟渠是不可能存在交叉的,因此,本发明实施例的路渠网络中的第一线路和第二线路均为道路,或者均为沟渠。当第一线路和第二线路均为道路时,道路的交叉处布置桥梁,当第一线路和第二线路均为沟渠时,道路的交叉处布置涵洞。
为了更清楚地说明本发明实施例的方案,此处将路渠网络X选定为仅包括两条线路的网络,且将第一线路和第二线路均选定为道路,并将第一线路称为道路1,将第二线路称为道路2。为了构建路渠网络X的三维模型,本发明实施例通过抬杆法、水准仪皮尺发、全站仪法或实时动态(Real-time kinematic,RTK)载波相位差分技术获取:第一线路的第一中心线也即道路1的中心线1、第二线路的第二中心线也即道路2的中心线2、第一中心线对应的第一断面也即中心线1对应的断面1、第二中心线对应的第二断面也即中心线2对应的断面2、第一中心线和第二中心线间的桥涵节点也即中心线1和中心线2间的桥涵节点。
图2为本发明实施例提供的路渠网络数据中的中心线和桥涵节点示意图,此时,路渠网络为路渠网络X,图2示出了道路1的中心线1、道路2的中心线2,以及中心线1和中心线2间的桥涵节点。需要说明的是,中心线1对应的断面1和中心线2对应的断面2在图2中未示出。
结合图3对路渠网络数据中的断面进行进一步说明,图3为本发明实施例提供的路渠网络数据中的断面示意图,其中,(a)部分是线路为道路时,道路的中心线对应的断面示意,(b)部分是线路为沟渠时,沟渠的中心线对应的断面示意。(a)部分所示意的断面为上窄下宽的梯形截面,断面包括如下参数:上口宽、下底宽和高度;(b)部分所示意的断面为上宽下窄的梯形截面,断面包括如下参数:上口宽、下底宽、高度和衬砌厚度。需要说明的是,对于路渠网络X,中心线1对应的断面1和中心线2对应的断面2均为(a)部分所示意的断面。
步骤102,根据所述路渠网络数据,构建所述路渠网络的三维模型。
具体地,对于路渠网络X,可根据道路1的中心线1、道路2的中心线2、中心线1对应的断面1、中心线2对应的断面2以及中心线1和中心线2间的桥涵节点,构建路渠网络X的三维模型。
本发明实施例提供的包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建方法,通过将路渠网络中各线路的桥涵节点与中心线和断面一起作为建模的参数,并基于上述参数构建路渠网络的三维模型,提高了建模效率和准确率并降低了成本。
基于上述任一实施例,本发明实施例对根据路渠网络数据建模的过程进行说明,即,根据所述路渠网络数据,构建所述路渠网络的三维模型,包括:
步骤1021,在所述第一中心线上确定第一节点,在所述第二中心线上确定第二节点,并将所述第一节点和所述第二节点相连,形成桥涵中心线。
具体地,对于路渠网络X,首先在道路1的中心线1上确定第一节点A,并在道路2的中心线2上确定第二节点B,然后将第一节点A与第二节点B相连,形成桥涵中心线。
步骤1022,根据所述第一中心线及对应的第一断面、所述第二中心线及对应的第二断面、所述桥涵中心线及对应的桥涵断面和辅助断面,构建所述路渠网络的三维模型。
具体地,此处,第一断面和第二断面的参数完全相同。
图4为本发明实施例提供的一种桥涵断面的示意图,如图4所示,(a)部分为桥梁断面的示意,(b)部分为涵洞断面的示意,桥梁断面和涵洞断面的参数在图中已详细说明,此处不再赘述。若第一断面和第二断面均为道路的中心线对应的断面,则桥涵断面具体为桥梁断面,此时,桥梁断面的宽度即桥宽与第一断面的上口宽相等;若第一断面和第二断面均为沟渠的中心线对应的断面,则桥涵断面具体为涵洞断面,此时,涵洞断面的上口宽与沟渠断面的上口宽相等,涵洞断面的下底宽与沟渠断面的下底宽相等,涵洞断面的高度与沟渠断面的高度相等。
辅助断面为长方形,且辅助断面的高度与第一断面的高度相等,辅助断面的宽度为第一断面的最大宽度的两倍。需要说明的是,若第一断面为道路的中心线对应的断面,则第一断面的最大宽度为下底宽的宽度;若第二断面为沟渠的中心线对应的断面,则第一断面的最大宽度为上口宽的宽度。
基于上述任一实施例,本发明实施例对确定第一节点和第二节点的过程进行说明,即,所述第一节点到所述桥涵节点的距离与所述第二节点到所述桥涵节点的距离相等,且所述距离d的计算公式为:
其中,l为桥涵中心线的长度,α为第一中心线相对于第二中心线的延长线的偏转角度。
具体地,图5为本发明实施例提供的一种桥涵中心线的确定示意图,如图5所示,根据上述公式,在第一中心线上确定距离桥涵节点d的点作为第一节点A,并且,在第二中心线上确定距离桥涵节点d的点作为第二节点B,并且,将第一节点A和第二节点B的连线作为桥涵中心线。
基于上述任一实施例,本发明实施例对上述实施例中的步骤1022进行说明,即,根据所述第一中心线及对应的第一断面、所述第二中心线及对应的第二断面、所述桥涵中心线及对应的桥涵断面和辅助断面,构建所述路渠网络的三维模型,包括:
基于TIN模型构建方法,根据所述第一中心线及对应的第一断面,构建第一线路模型;
基于TIN模型构建方法,根据所述第二中心线及对应的第二断面,构建第二线路模型;
基于TIN模型构建方法,根据所述桥涵中心线及对应的桥涵断面,构建桥涵模型;
基于TIN模型构建方法,根据所述桥涵中心线及对应的辅助断面,构建辅助模型;
将所述第一线路模型、所述第二线路模型、所述桥涵模型和所述辅助模型进行组合,得到所述路渠网络的三维模型。
具体地,TIN模型为不规则三角网模型,通过TIN模型构建方法,可根据第一中心线及对应的第一断面,构建第一线路模型,根据第二中心线及对应的第二断面,构建第二线路模型,根据桥涵中心线及对应的桥涵断面,构建桥涵模型,根据桥涵中心线及对应的辅助断面,构建辅助模型,再将上述模型进行组合得到路渠网络的三维模型。其中,组合的方式包括:模型交运算、模型并运算和模型差运算中的一种或多种。
基于上述任一实施例,本发明实施例对模型的具体组合过程进行说明,即,将所述第一线路模型、所述第二线路模型、所述桥涵模型和所述辅助模型进行组合,得到所述路渠网络的三维模型,包括:
将所述第一线路模型与所述辅助模型进行模型差运算,得到新的第一线路模型;
将所述第二线路模型与所述辅助模型进行模型差运算,得到新的第二线路模型;
将所述新的第一线路模型、所述新的第二线路模型和所述桥涵模型进行模型和运算,得到所述路渠网络的三维模型。
基于上述任一实施例,所述第一断面和所述第二断面相同。所述桥涵断面与所述第一断面匹配,所述辅助断面为长方形,且所述辅助断面的高度与所述第一断面的高度相等,所述辅助断面的宽度为所述第一断面的最大宽度的两倍。
具体地,第一断面和第二断面相同指的是第一断面和第二断面的参数完全相同。
涵洞断面与第一断面匹配指的是,若第一断面和第二断面均为道路的中心线对应的断面,则桥涵断面具体为桥梁断面,此时,桥梁断面的宽度与第一断面的上口宽相等;若第一断面和第二断面均为沟渠的中心线对应的断面,则桥涵断面具体为涵洞断面,此时,涵洞断面的上口宽与沟渠断面的上口宽相等,涵洞断面的下底宽与沟渠断面的下底宽相等,涵洞断面的高度与沟渠断面的高度相等。
辅助断面为长方形,且辅助断面的高度与第一断面的高度相等,辅助断面的宽度为第一断面的最大宽度的两倍。需要说明的是,若第一断面为道路的中心线对应的断面,则第一断面的最大宽度为下底宽的宽度;若第二断面为沟渠的中心线对应的断面,则第一断面的最大宽度为上口宽的宽度。
基于上述任一实施例,图6为本发明实施例提供的一种包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建装置的结构示意图,如图6所示,该装置包括:
数据获取模块601,用于获取待建模的路渠网络数据;其中,所述路渠网络至少包括第一线路和第二线路,所述路渠网络数据至少包括所述第一线路的第一中心线、所述第二线路的第二中心线、所述第一中心线对应的第一断面、所述第二中心线对应的第二断面、所述第一中心线和所述第二中心线间的桥涵节点;模型构建模块602,用于根据所述路渠网络数据,构建所述路渠网络的三维模型。
本发明实施例提供的包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建装置,具体执行上述各方法实施例流程,具体请详见上述各方法实施例的内容,此处不再赘述。本发明实施例提供的装置,通过将路渠网络中各线路的桥涵节点与中心线和断面一起作为建模的参数,并基于上述参数构建路渠网络的三维模型,提高了建模效率和准确率并降低了成本。
图7为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图,如图7所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)701、通信接口(Communications Interface)702、存储器(memory)703和通信总线704,其中,处理器701,通信接口702,存储器703通过通信总线704完成相互间的通信。处理器701可以调用存储在存储器703上并可在处理器701上运行的计算机程序,以执行上述各实施例提供的方法,例如包括:获取待建模的路渠网络数据;其中,所述路渠网络包括多条线路,所述线路为道路或沟渠,所述路渠网络数据包括各线路的中心线、各中心线对应的断面以及各中心线间的桥涵节点;根据所述路渠网络数据,构建所述路渠网络的三维模型。
此外,上述的存储器703中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的传输方法,例如包括:获取待建模的路渠网络数据;其中,所述路渠网络包括多条线路,所述线路为道路或沟渠,所述路渠网络数据包括各线路的中心线、各中心线对应的断面以及各中心线间的桥涵节点;根据所述路渠网络数据,构建所述路渠网络的三维模型。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建方法,其特征在于,包括:
获取待建模的路渠网络数据;其中,所述路渠网络至少包括第一线路和第二线路,所述路渠网络数据至少包括所述第一线路的第一中心线、所述第二线路的第二中心线、所述第一中心线对应的第一断面、所述第二中心线对应的第二断面、所述第一中心线和所述第二中心线间的桥涵节点;
根据所述路渠网络数据,构建所述路渠网络的三维模型;
根据所述路渠网络数据,构建所述路渠网络的三维模型,包括:
在所述第一中心线上确定第一节点,在所述第二中心线上确定第二节点,并将所述第一节点和所述第二节点相连,形成桥涵中心线;
根据所述第一中心线及对应的第一断面、所述第二中心线及对应的第二断面、所述桥涵中心线及对应的桥涵断面和辅助断面,构建所述路渠网络的三维模型;
根据所述第一中心线及对应的第一断面、所述第二中心线及对应的第二断面、所述桥涵中心线及对应的桥涵断面和辅助断面,构建所述路渠网络的三维模型,包括:
基于TIN模型构建方法,根据所述第一中心线及对应的第一断面,构建第一线路模型;
基于TIN模型构建方法,根据所述第二中心线及对应的第二断面,构建第二线路模型;
基于TIN模型构建方法,根据所述桥涵中心线及对应的桥涵断面,构建桥涵模型;
基于TIN模型构建方法,根据所述桥涵中心线及对应的辅助断面,构建辅助模型;
将所述第一线路模型、所述第二线路模型、所述桥涵模型和所述辅助模型进行组合,得到所述路渠网络的三维模型;
将所述第一线路模型、所述第二线路模型、所述桥涵模型和所述辅助模型进行组合,得到所述路渠网络的三维模型,包括:
将所述第一线路模型与所述辅助模型进行模型差运算,得到新的第一线路模型;
将所述第二线路模型与所述辅助模型进行模型差运算,得到新的第二线路模型;
将所述新的第一线路模型、所述新的第二线路模型和所述桥涵模型进行模型和运算,得到所述路渠网络的三维模型。
3.根据权利要求1所述的包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建方法,其特征在于,所述第一断面和所述第二断面相同。
4.根据权利要求3所述的包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建方法,其特征在于,所述桥涵断面与所述第一断面匹配,所述辅助断面为长方形,所述辅助断面的高度与所述第一断面的高度相等,所述辅助断面的宽度为所述第一断面的最大宽度的两倍。
5.一种包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建装置,其特征在于,包括:
数据获取模块,用于获取待建模的路渠网络数据;其中,所述路渠网络至少包括第一线路和第二线路,所述路渠网络数据至少包括所述第一线路的第一中心线、所述第二线路的第二中心线、所述第一中心线对应的第一断面、所述第二中心线对应的第二断面、所述第一中心线和所述第二中心线间的桥涵节点;
模型构建模块,用于根据所述路渠网络数据,构建所述路渠网络的三维模型;
根据所述路渠网络数据,构建所述路渠网络的三维模型,包括:
在所述第一中心线上确定第一节点,在所述第二中心线上确定第二节点,并将所述第一节点和所述第二节点相连,形成桥涵中心线;
根据所述第一中心线及对应的第一断面、所述第二中心线及对应的第二断面、所述桥涵中心线及对应的桥涵断面和辅助断面,构建所述路渠网络的三维模型;
根据所述第一中心线及对应的第一断面、所述第二中心线及对应的第二断面、所述桥涵中心线及对应的桥涵断面和辅助断面,构建所述路渠网络的三维模型,包括:
基于TIN模型构建方法,根据所述第一中心线及对应的第一断面,构建第一线路模型;
基于TIN模型构建方法,根据所述第二中心线及对应的第二断面,构建第二线路模型;
基于TIN模型构建方法,根据所述桥涵中心线及对应的桥涵断面,构建桥涵模型;
基于TIN模型构建方法,根据所述桥涵中心线及对应的辅助断面,构建辅助模型;
将所述第一线路模型、所述第二线路模型、所述桥涵模型和所述辅助模型进行组合,得到所述路渠网络的三维模型;
将所述第一线路模型、所述第二线路模型、所述桥涵模型和所述辅助模型进行组合,得到所述路渠网络的三维模型,包括:
将所述第一线路模型与所述辅助模型进行模型差运算,得到新的第一线路模型;
将所述第二线路模型与所述辅助模型进行模型差运算,得到新的第二线路模型;
将所述新的第一线路模型、所述新的第二线路模型和所述桥涵模型进行模型和运算,得到所述路渠网络的三维模型。
6.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建方法的步骤。
7.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述包含桥涵节点的路渠网络的三维模型构建方法的步骤。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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