一種建筑物主體高程信息獲取方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種建筑物主體高程信息獲取方法，包括以下步驟：S1.利用數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)獲取初始建筑物輪廓范圍Q0，將Q0與DSM數(shù)據(jù)套合，并根據(jù)Q0的各個方向內(nèi)縮D個像素，得到建筑物有效輪廓范圍Q1；S2.計算建筑物有效輪廓范圍Q1內(nèi)所有DSM數(shù)據(jù)的第一高程信息集合X，計算建筑物主體高程置信區(qū)間[θ1，θ2]；S3.獲取第一建筑物高程信息集合X中滿足置信區(qū)間[θ1，θ2]的第二高程信息集合X'，再根據(jù)第二高程信息集合X'內(nèi)高程值的點(diǎn)位坐標(biāo)與建筑物有效輪廓范圍Q1、DSM數(shù)據(jù)范圍的幾何位置關(guān)系，得到可靠高程信息集合X″；S4.根據(jù)建筑物主體的可靠高程信息集合X″，計算得到建筑物主體高程值。本發(fā)明對三維仿真、數(shù)字城市、智慧城市建設(shè)有著重要作用。
【專利說明】一種建筑物主體高程信息獲取方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于數(shù)字測繪【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及建筑物主體高程的獲取方法，具體涉及一種 用于數(shù)字地形圖和DSM數(shù)據(jù)進(jìn)行建筑物主體高程的獲取方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 自遙感技術(shù)發(fā)明和應(yīng)用于信息獲取以來，人類對外部世界的認(rèn)知就發(fā)生了根本的 變化，人們獲取信息的深度和廣度得到前所未有的提高。同時，航空遙感影像處理技術(shù)作為 遙感技術(shù)的重要應(yīng)用方向，也得到了迅速發(fā)展。但是，面對海量遙感數(shù)據(jù)，如何自動識別和 提取影像中的地物信息成為圖像處理、模式識別、人工智能和機(jī)器視覺等領(lǐng)域面對的問題 和難點(diǎn)。從航空圖像中自動提取人工目標(biāo)是圖像理解的一個基本內(nèi)容，它不僅是實(shí)現(xiàn)地物 自動測繪的一個重要步驟，也是當(dāng)前數(shù)字?jǐn)z影測量邁向全自動化的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。豐富的 航空影像及高分辨遙感影像資料與現(xiàn)有的圖像數(shù)字化方法之間的矛盾日益嚴(yán)重，這也是影 響建立基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的重要瓶頸。
[0003] 建筑物是城市區(qū)域的重要特征，從城區(qū)環(huán)境中提取建筑物信息在城市地圖繪制、 城市區(qū)域規(guī)劃、地理信息工程中有著廣泛的應(yīng)用，而建筑物高程信息，尤其是主體高程信息 在當(dāng)前的城市規(guī)劃、數(shù)字城市的建設(shè)等方面尤為重要。但由于不同時期不同的成圖需求、作 業(yè)方式等各方面的原因，在地圖的成圖過程中都沒有獲取地物的高程信息。在數(shù)字技術(shù)快 速發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用的今天，喪失了高程信息的地理數(shù)據(jù)，其用途受到了極大的限制。以 目前的成圖需求來看，對于這些不包含高程信息的地圖數(shù)據(jù)在其基礎(chǔ)上重新進(jìn)行立體測圖 以獲取缺失的高程信息，通過攝影測量工作站進(jìn)行屋頂高程提取的勞動強(qiáng)度較大，且效率 低下，自動化提取程度不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種建筑物主體高程 信息獲取方法，通過利用數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)獲取建筑物輪廓信息，利用建筑物輪廓信息結(jié)合 DSM數(shù)據(jù)（DigitalSurfaceModel，數(shù)字表面模型）獲取建筑物主體高程信息，對三維仿 真、數(shù)字城市、智慧城市建設(shè)有著重要作用。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種建筑物主體高程信息獲取方法， 該方法包括以下步驟：S1.利用數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)獲取初始建筑物輪廓范圍Qtl，將初始建筑物 輪廓范圍Qtl與DSM數(shù)據(jù)套合，并根據(jù)初始建筑物輪廓范圍Qtl的各個方向內(nèi)縮D個像素，得 到建筑物有效輪廓范圍Q1，所述D為正整數(shù)；S2.計算建筑物有效輪廓范圍Q1內(nèi)所有DSM數(shù) 據(jù)的第一高程信息集合X，計算建筑物主體高程置信區(qū)間[G1,θ2] ;S3.獲取第一建筑物高 程信息集合X中滿足置信區(qū)間[Θ i，θ2]的第二高程信息集合X'，再根據(jù)第二高程信息集 合X'內(nèi)高程值的點(diǎn)位坐標(biāo)與建筑物有效輪廓范圍QpDSM數(shù)據(jù)范圍的幾何位置關(guān)系，得到 可靠高程信息集合X" ;S4.根據(jù)建筑物主體的可靠高程信息集合X"，計算得到建筑物主體 高程值。
[0006] 本發(fā)明先獲取建筑物有效輪廓范圍Q1，進(jìn)而減少數(shù)據(jù)平面誤差的影響，然后獲取 建筑物有效輪廓范圍Q1內(nèi)所有DSM數(shù)據(jù)的第一高程信息集合X，再獲取第一建筑物高程信 息集合X中滿足置信區(qū)間[Θi，θ2]的第二高程信息集合X'，排除了屋頂綠化、屋頂造型等 因素對主體高程信息的影響，進(jìn)而再排除女兒墻、電梯井等因素得到可靠高程信息集合X"， 最終得到建筑物主體高程值。
[0007] 進(jìn)一步的，步驟Sl包括：SlL從數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)中分離出建筑物圖層，通過矢量 提取、接邊、合并、構(gòu)面、格式轉(zhuǎn)換的處理流程，得到建筑物初始輪廓范圍Qtl ;S12.將建筑物 初始輪廓范圍Qtl與DSM數(shù)據(jù)套合；S13.將建筑物初始輪廓范圍Qtl沿建筑物輪廓的各個方 向作D個像素內(nèi)縮處理，得到建筑物有效輪廓范圍Qp
[0008] 通過對建筑物輪廓范圍Qtl的內(nèi)縮處理，排除了DSM平面精度、數(shù)字地形圖平面精 度等因素對建筑物主體高程信息的影響。
[0009] 更進(jìn)一步的，所述內(nèi)縮處理尺寸D的計算公式為
[0010]

【權(quán)利要求】
1. 一種建筑物主體高程信息獲取方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
51. 利用數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)獲取初始建筑物輪廓范圍Qtl，將初始建筑物輪廓范圍Qtl與DSM 數(shù)據(jù)套合，并根據(jù)初始建筑物輪廓范圍Qtl的各個方向內(nèi)縮D個像素，得到建筑物有效輪廓 范圍Q1，所述D為正整數(shù)；
52. 計算建筑物有效輪廓范圍Q1內(nèi)所有DSM數(shù)據(jù)的第一高程信息集合X，計算建筑物 主體高程置信區(qū)間[ΘΘ2];
53. 獲取第一建筑物高程信息集合X中滿足置信區(qū)間[Q1,θ2]的第二高程信息集合 X'，再根據(jù)第二高程信息集合X'內(nèi)高程值的點(diǎn)位坐標(biāo)與建筑物有效輪廓范圍％、DSM數(shù)據(jù) 范圍的幾何位置關(guān)系，得到可靠高程信息集合X";
54. 根據(jù)建筑物主體的可靠高程信息集合X"，計算得到建筑物主體高程值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑物主體高程信息獲取方法，其特征在于，步驟Sl包 括：
511. 從數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)中分離出建筑物圖層，通過矢量提取、接邊、合并、構(gòu)面、格式轉(zhuǎn) 換的處理流程，得到建筑物初始輪廓范圍Qtl ;
512. 將建筑物初始輪廓范圍Qtl與DSM數(shù)據(jù)套合；
513. 將建筑物初始輪廓范圍Qtl沿建筑物輪廓的各個方向作D個像素內(nèi)縮處理，得到建 筑物有效輪廓范圍％。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種建筑物主體高程信息獲取方法，其特征在于，所述內(nèi) 縮#理尺寸D的計筧公式為
其中，fix〇函數(shù)表示取不小于某值的最小整數(shù)； Ldsm為DSM數(shù)據(jù)的平面精度，單位為米； Lim為數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)的平面精度，單位為米； Pdsm為DSM數(shù)據(jù)的分辨率，單位為米。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑物主體高程信息獲取方法，其特征在于，步驟S2包 括：
521. 獲取建筑物有效輪廓范圍Q1范圍內(nèi)所有DSM數(shù)據(jù)的第一高程信息集合X;
522. 獲取第一高程信息集合X的個數(shù)η;
523. 獲取第一高程信息集合X的平均值μ、方差σ2 ;
524. 計算建筑物主體高程的置信度為l-a的置信區(qū)間[Q1,θ2]，公式如下：
其中，μ為第一高程信息集合X的平均值，σ為第一高程信息集合X的標(biāo)準(zhǔn)差； η為第一高程信息集合X的個數(shù)，即Q1范圍內(nèi)獲取到的高程值個數(shù)； 為顯著水平，ζ為滿足正太分布的隨機(jī)變量，7I為正態(tài)分布表參數(shù)。 d2
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑物主體高程信息獲取方法，其特征在于，步驟S3包 括：
531. 獲取建筑物第一高程信息集合X中滿足置信區(qū)間[G1,θ2]的第二高程信息集合 X，；
532. 根據(jù)建筑物有效輪廓范圍Q1與DSM數(shù)據(jù)的套合情況，獲取第二高程信息集合X' 中每個高程值對應(yīng)點(diǎn)位坐標(biāo)P(X，y);
533. 根據(jù)建筑物有效輪廓范圍％、點(diǎn)位坐標(biāo)P(x，y)、女兒墻寬度W三者的位置關(guān)系，剔 除第二高程信息集合X'中點(diǎn)位在女兒墻范圍內(nèi)的高程值，得到建筑物主體可靠高程集合 X"。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑物主體高程信息獲取方法，其特征在于，步驟S4包 括： S41.計算建筑物主體可靠高程集合X"中滿足置信區(qū)間[Q1,θ2]的高程的平均值I，X即為建筑物主體的可靠高程值。
【文檔編號】G01C5/00GK104457691SQ201410778005
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】梁建國, 陳華剛, 馬紅, 胡開全, 周智勇, 張燕, 柴潔, 張俊前, 王快, 劉超祥, 譚志華, 李晗, 歐陽暉, 王成, 劉棲銅 申請人:重慶市勘測院, 重慶數(shù)字城市科技有限公司