CN115222873A - 一种基于标注和空间语义的三维产权体图属批量关联方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及三维地籍数据建模技术领域，公开了一种基于标注和空间语义的三维产权体图属批量关联方法，该方法基于房屋分层分户图CAD数据，通过干扰信息去除、规则质检与修复等完成数据预处理；然后依托知识规则库，自动化提取文字、数值等注记信息，并将房屋墙线等线状几何要素构面；采用基于空间位置的空间运算，精确索引房屋所属的房屋号等信息，实现注记与几何信息的语义关联；最终，基于几何特征的形状匹配，完成与不动产登记信息的语义关联，支撑图属一体化的三维产权体建模，充分利用分层分户图CAD数据的语义、几何等信息，批量化、高效率、精准化地实现三维产权体与登记信息的关联，满足三维不动产建模、管理和登记的需求。

Description

一种基于标注和空间语义的三维产权体图属批量关联方法

技术领域

本发明涉及三维地籍数据建模技术领域，具体的是一种基于标注和空间语义的三维产权体图属批量关联方法。

背景技术

随着三维空间的开发利用，推动三维地籍建设，三维地籍管理的基本单元是三维产权体，它是地理空间位置固定、形体唯一，权属界线(面)封闭、权利独立的一块空间域，是物质实体和权利的合成体，目前，三维产权体研究主要集中在数据模型、拓扑关系、语义表达等维度：例如，针对三维产权体的逻辑模型、物理模型、拓扑关系等方面，相关学者提出了面元模型、体元模型、混合模型等不同的产权空间三维形体表达模型；同时，研究者通过分析三维产权体语义表达，建立了多细节层次的三维房产综合表达模型，构建了语义框架。

现有的三维产权体构建主要是基于二维图形面拉伸，所形成的三维产权体不能直接包含不动产登记信息，需要手动关联完成，效率低且容易出错，专利 201510845596.X公开了一种三维楼盘建模方法，其建模前关联的属性信息主要是通过遍历CAD面要素获取，而CAD面要素并未存储相关的不动产登记信息，建模后还需再次进行关联赋值，比较费时费力，为此，现在提出一种基于标注和空间语义的三维产权体图属批量关联方法，以支撑批量化、高效率、精准化地实现三维产权体与不动产登记信息的关联，满足图属一体化的三维产权体建模需求。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种基于标注和空间语义的三维产权体图属批量关联方法，解决了现有的三维楼盘建模方法通过遍历CAD面要素获取，而CAD面要素并未存储相关的不动产登记信息，建模后还需再次进行关联赋值，比较费时费力的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于标注和空间语义的三维产权体图属批量关联方法，方法包括以下步骤：

步骤一：基于房屋分层分户图CAD数据，通过干扰信息去除、规则质检与修复完成数据的预处理，将注记信息和线状几何信息分层存储；

步骤二：根据知识规则库从预处理后的房屋分层分户图CAD数据自动化提取包含文字、数值的注记语义信息；

步骤三：结合存储的线状几何信息，进行线要素构面，将房屋分层分户图中所体现的房屋、楼梯、电梯空间进行分割表达；

步骤四：采用基于空间位置的空间运算，精确索引房屋空间所属的房屋号信息，实现房屋注记与几何语义信息的关联；

步骤五：引入左转算法提取房屋轮廓面，通过几何特征的形状匹配，完成与不动产登记信息的语义关联，支撑图属一体化的三维产权体建模。

进一步地，所述规则质检与修复用于实现对房屋分层分户图CAD数据中出现的拓扑错误、重复注记错误进行检查修正，包括：

根据几何层知识规则，对几何图层中是否为线图层，线图层是否压盖、重叠绘制错误进行检查并修改；

根据注记层知识规则，对注记层中边长注记含有小数的位数进行判断，以及是否有存在注记重复的标记错误进行修正和调整。

进一步地，所述房屋注记与几何语义信息的关联的过程包括以下步骤：

步骤S1：结合检查修改后分层存储的线状几何层，进行线状几何要素构面，将房屋分层分户图中所体现的房屋、楼梯、电梯的空间分割表达，同时对构面后形成的各图斑进行几何中心位置进行计算，计算公式为：

G_(X,Y)＝G(X_min+(X_max-X_min)/2,(Y_max-Y_min)/2)，

其中，G_(X,Y)为图斑几何中心坐标，

和

分别为几何图形外接矩形的左下顶点和右上顶点；

步骤S2：基于图斑几何中心坐标G_(X,Y)，进一步计算图斑几何中心坐标G_(X,Y)到注记点

的最短距离D，计算公式为：

步骤S3：根据几何中心坐标和最短距离，遍历注记图层和几何图层开展图属关联，并对房间号、楼梯、电梯注记进行空间包含关系计算：如果包含，则直接进行图属关联，如果不包含，则统计无注记图斑和未关联的注记位置列表，结合注记中心点以及至无注记图斑几何中心位置的距离进行排序、关联。

进一步地，所述房屋轮廓面的提取过程包括以下步骤：

步骤W1：基于左转算法，取所有墙线角点中横坐标最小的角点为初始当前点，若横坐标最小的角点有多个，则选择其中纵坐标最小的角点，初始当前点与其垂直方向任意一点构成辅助起始墙线；

步骤W2：以初始当前点为中心，辅助起始墙线以逆时针的方向旋转遇到的第一条墙线，将第一条墙线作为后续墙线并记录被追踪次数，再以后续墙线的另一个点作为下一个当前点；

步骤W3：至下一个当前点等于初始当前点时，分层分户图边界多边形提取完成。

进一步地，所述完成与不动产登记信息的语义关联的过程包括以下步骤：

以实现几何、注记关联的面图层为基础，在图层中新增房屋的户属性表，户属性表包括不动产单元号、自然幢号、逻辑幢号、层号、坐落、户号、面积单位、实际层数、实测建筑面积、实测套内建筑面积、实测分摊建筑面积、房屋类型、房屋性质、状态；

采用几何特征的形状匹配，建立房屋轮廓面与不动产登记数据库中房屋图层的匹配关系；

以房间号作为索引字段，将每一户对应的不动产登记信息，如不动产单元号、自然幢号、逻辑幢号关联至户属性表中，实现与不动产登记信息的语义关联，支撑图属一体化的三维产权体快速建模。

进一步地，所述几何特征的形状匹配通过对房屋轮廓面进行几何关键特征点采样，通过对比分析关键特征点，建立房屋轮廓面与不动产登记数据库中房屋图层的匹配关系。

本发明的有益效果：

本发明在使用的过程中，基于房屋分层分户图CAD数据，通过干扰信息去除、规则质检与修复完成数据的预处理，将注记信息和线状几何信息分层存储；根据知识规则库从预处理后的房屋分层分户图CAD数据自动化提取文字注记、数值注记的注记语义信息；结合存储的线状几何信息，进行线要素构面，将房屋分层分户图中所体现的房屋、楼梯、电梯空间进行分割表达；采用基于空间位置的空间运算，精确索引房屋空间所属的房屋号信息，实现房屋注记与几何语义信息的关联；引入左转算法提取房屋轮廓面，通过几何特征的形状匹配，完成与不动产登记信息的语义关联，支撑图属一体化的三维产权体建模；通过充分利用现有的房屋分层分户图CAD数据，基于知识规则提取的注记和几何信息，采用基于空间位置的空间计算，以及基于几何特征的形状匹配，批量化关联已有的不动产登记信息，能够大幅提升三维产权体图属关联的效率，改善以往人工匹配的低效、易出错等弊端，为实现图属一体化的三维产权体快速建模提供了切实有效的技术方法支撑，更好地满足三维地籍管理模式下的数据生产及应用需求。

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简单地介绍，显而易见地，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是本发明的流程图；

图2是本发明房屋分层分户图CAD数据图；

图3是本发明房屋分层分户图CAD数据预处理流程图；

图4是本发明注记信息和几何信息提取的流程图；

图5是本发明与不动产登记信息语义关联的流程图；

图6是本发明基于左转算法提取房屋轮廓面的过程和结果展示图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种基于标注和空间语义的三维产权体图属批量关联方法，方法包括以下步骤：

S100，CAD数据预处理：

基于的基础数据主要包括房屋分层分户图CAD数据，以及不动产登记数据库中的图形和属性数据。如图2所示，房屋分层分户图CAD数据描述了房屋权属界线、四面墙体的划分和楼梯、电梯、配电间等建筑部位，以及房间号、边长等注记信息。

针对原始的房屋分层分户图CAD数据进行干扰信息去除、基于规则的数据质检与修复等，并将注记信息和线状几何信息分层存储，流程如图3所示，具体如下：

S101，将原始房屋分层分户图CAD数据中的干扰信息去除，例如其中包含的面积、轴线、指北针、图纸注释等干扰信息进行删除；

S102，依托构建的几何层和注记层知识规则库，实现对分层分户图中出现的拓扑错误、重复注记错误等进行检查修正，对几何图层中是否为线图层，线图层是否压盖、重叠等绘制错误进行检查并修改，对注记层中边长注记含有小数的位数进行判断，以及是否有存在注记重复等标记错误进行修正和调整；

S103，将经过质检与修复的几何层、注记层分别存储，以支撑后续对房屋分层分户图中几何数据、注记数据的高效处理。

S200，注记语义信息提取：

依托构建的知识规则库，从预处理后的数据自动化提取文字注记、数值注记等注记语义信息。具体逻辑为：判断注记是否含有数字，如果含有数字，则继续判断是否有小数位，如果有小数位，则标记为边长等数值注记；否则，标记为房间号、楼梯、电梯、配电间等文字注记。

S300，线状几何要素构面：

结合S103中分层存储的线状几何层，进行线状几何要素构面，将房屋分层分户图中所体现的房屋、楼梯、电梯等空间分割表达，以支撑房屋面要素与注记的语义关联。

S400，注记与几何信息语义关联：

采用基于空间位置的空间运算，精确索引房屋空间所属的房间号等信息，实现房屋注记与几何语义信息的关联，流程如图4所示，具体步骤如下：

S401，结合检查修改后分层存储的线状几何层，进行线状几何要素构面,将房屋分层分户图中所体现的房屋、楼梯、电梯等空间分割表达；

S402，同时对线状几何要素构面后形成的各图斑进行几何中心位置进行计算，计算公式为：

G_(X,Y)＝G(X_min+(X_max-X_min)/2,(Y_max-Y_min)/2)，

其中，G_(X,Y)为图斑几何中心坐标，

和

分别为几何图形外接矩形的左下顶点和右上顶点；

S403，基于图斑几何中心坐标，进一步计算图斑几何中心G_(X,Y)的坐标到注记点

的最短距离D，计算公式为：

S404，根据几何中心坐标和最短距离，遍历注记图层和几何图层开展图属关联，并对房间号、楼梯、电梯等注记进行空间包含关系计算：如果包含，则直接进行图属关联，如果不包含，则统计无注记图斑和未关联的注记位置列表，结合注记中心点以及至无注记图斑几何中心位置的距离进行排序、关联。

S500，与不动产登记信息语义关联：

为实现与不动产登记数据库中房屋面的关联，通过引入左转算法提取房屋轮廓面，同时基于几何特征的形状匹配，完成与不动产登记信息的语义关联，支撑图属一体化的三维产权体建模。流程如图5所示，具体包括：

S501，以S400中实现几何、注记关联的面图层为基础，在图层中新增房屋的户属性，包括不动产单元号、自然幢号、逻辑幢号、层号、坐落、户号、面积单位、实际层数、实测建筑面积、实测套内建筑面积、实测分摊建筑面积、房屋类型、房屋性质、状态等，如下表1所示，表1为户属性表。

S502，基于左转算法，取所有墙线角点中横坐标最小的角点为初始当前点，若横坐标最小的角点有多个，则选择其中纵坐标最小的角点，该当前点与其垂直方向任意一点构成辅助起始墙线；

以当前点为中心，起始墙线以逆时针的方向旋转遇到的第一条墙线，将此墙线作为后续墙线并记录被追踪次数，再以该后续墙线的另一个点作为下一个当前点；直至当前点等于初始当前点，分层分户图边界多边形提取完成，提取过程如图6所示；

S503，基于几何特征的形状匹配方法，对房屋轮廓面关键特征点采样，通过对比关键特征点，建立房屋轮廓面与不动产登记数据库中房屋图层的精确匹配关系；

S504，结合S400中几何注记关联的面图层，以及S503建立的匹配关系，进一步以房间号作为索引字段，将不动产登记数据库中每一户对应的不动产登记信息，如不动产单元号、自然幢号、逻辑幢号等关联至面图层新增的户属性表，实现与不动产登记信息的语义关联，形成既关联注记且含有不动产登记信息的面图层。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (6)

1.一种基于标注和空间语义的三维产权体图属批量关联方法，其特征在于，方法包括以下步骤：

步骤一：基于房屋分层分户图CAD数据，通过干扰信息去除、规则质检与修复完成数据的预处理，将注记信息和线状几何信息分层存储；

步骤二：根据知识规则库从预处理后的房屋分层分户图CAD数据自动化提取包含文字、数值的注记语义信息；

步骤三：结合存储的线状几何信息，进行线要素构面，将房屋分层分户图中所体现的房屋、楼梯、电梯空间进行分割表达；

步骤四：采用基于空间位置的空间运算，精确索引房屋空间所属的房屋号信息，实现房屋注记与几何语义信息的关联；

步骤五：引入左转算法提取房屋轮廓面，通过几何特征的形状匹配，完成与不动产登记信息的语义关联，支撑图属一体化的三维产权体建模。

2.根据权利要求1所述的一种基于标注和空间语义的三维产权体图属批量关联方法，其特征在于，所述规则质检与修复用于实现对房屋分层分户图CAD数据中出现的拓扑错误、重复注记错误进行检查修正，包括：

根据几何层知识规则，对几何图层中是否为线图层，线图层是否压盖、重叠绘制错误进行检查并修改；

根据注记层知识规则，对注记层中边长注记含有小数的位数进行判断，以及是否有存在注记重复的标记错误进行修正和调整。

3.根据权利要求1所述的一种基于标注和空间语义的三维产权体图属批量关联方法，其特征在于，所述房屋注记与几何语义信息的关联的过程包括以下步骤：

步骤S1：结合检查修改后分层存储的线状几何层，进行线状几何要素构面，将房屋分层分户图中所体现的房屋、楼梯、电梯的空间分割表达，同时对构面后形成的各图斑进行几何中心位置进行计算，计算公式为：

G_(X,Y)＝G(X_min+(X_max-X_min)/2,(Y_max-Y_min)/2)，

其中，G_(X,Y)为图斑几何中心坐标，

和

分别为几何图形外接矩形的左下顶点和右上顶点；

步骤S2：基于图斑几何中心坐标G_(X,Y)，进一步计算图斑几何中心坐标G_(X,Y)到注记点

的最短距离D，计算公式为：

步骤S3：根据几何中心坐标和最短距离，遍历注记图层和几何图层开展图属关联，并对房间号、楼梯、电梯注记进行空间包含关系计算：如果包含，则直接进行图属关联，如果不包含，则统计无注记图斑和未关联的注记位置列表，结合注记中心点以及至无注记图斑几何中心位置的距离进行排序、关联。

4.根据权利要求1所述的一种基于标注和空间语义的三维产权体图属批量关联方法，其特征在于，所述房屋轮廓面的提取过程包括以下步骤：

步骤W1：基于左转算法，取所有墙线角点中横坐标最小的角点为初始当前点，若横坐标最小的角点有多个，则选择其中纵坐标最小的角点，初始当前点与其垂直方向任意一点构成辅助起始墙线；

步骤W2：以初始当前点为中心，辅助起始墙线以逆时针的方向旋转遇到的第一条墙线，将第一条墙线作为后续墙线并记录被追踪次数，再以后续墙线的另一个点作为下一个当前点；

步骤W3：至下一个当前点等于初始当前点时，房屋分层分户图边界多边形提取完成。

5.根据权利要求1所述的一种基于标注和空间语义的三维产权体图属批量关联方法，其特征在于，所述完成与不动产登记信息的语义关联的过程包括以下步骤：

以实现几何、注记关联的面图层为基础，在图层中新增房屋的户属性表，户属性表包括不动产单元号、自然幢号、逻辑幢号、层号、坐落、户号、面积单位、实际层数、实测建筑面积、实测套内建筑面积、实测分摊建筑面积、房屋类型、房屋性质、状态；

采用几何特征的形状匹配，建立房屋轮廓面与不动产登记数据库中房屋图层的匹配关系；

以房间号作为索引字段，将每一户对应的不动产登记信息，如不动产单元号、自然幢号、逻辑幢号关联至户属性表中，实现与不动产登记信息的语义关联，支撑图属一体化的三维产权体快速建模。

6.根据权利要求5所述的一种基于标注和空间语义的三维产权体图属批量关联方法，其特征在于，所述几何特征的形状匹配通过对房屋轮廓面进行几何关键特征点采样，通过对比分析关键特征点，建立房屋轮廓面与不动产登记数据库中房屋图层的匹配关系。

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