一種城市綠化建模方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種城市綠化建模方法，通過對城市的航拍圖像進(jìn)行分析，將分析得到的綠化規(guī)劃應(yīng)用于城市模型上，包括如下步驟：(1)對所述航拍圖像進(jìn)行分析，提取所述航拍圖像上的街道、建筑物與植被分布情況；(2)對所述街道、建筑物與植被分布情況進(jìn)行分析，建立植被的吉布斯分布模型；(3)根據(jù)預(yù)設(shè)綠化覆蓋度，將所述植被的吉布斯分布模型通過蒙特卡羅-馬爾科夫鏈映射方法把植被放置到所述城市模型上。本發(fā)明可以自動(dòng)完成城市模型中植被的分布，更接近真實(shí)城市的植被分布情況的前提下，大大減少了手工在城市模型中添加植被的工作量。
【專利說明】一種城市綠化建模方法【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及智慧城市，尤其涉及一種城市綠化建模方法。【背景技術(shù)】[0002]近年來隨著計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的發(fā)展以及智慧城市概念的提出，建模的關(guān)注點(diǎn)也逐 漸從對單個(gè)物體模發(fā)展到對城市的大規(guī)模場景進(jìn)行建?！，F(xiàn)有的技術(shù)幾乎全部集中在對于 城市建筑物與道路的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建模上。然而對于一個(gè)完整的城市場景，植物群落必然是 不可或缺的組成。[0003]現(xiàn)有的植物建模工作主要關(guān)注于單個(gè)植物的建模以及野外植物群落的模擬，而對 于城市中的植物群落的建模，也只有基于過程式建模的方法。而過程式建模方法應(yīng)用于針 對城市模型上植被放置上，主要面臨兩大問題:[0004]視覺效果不真實(shí):目前的3D城市模型中所使用的植被均是根據(jù)實(shí)際需要而人工 隨意放置，樹木以及其他植被的放置位置沒有經(jīng)過科學(xué)地安排。植被在所生成的虛擬城市 里面往往僅起到點(diǎn)綴城市模型的作用，沒有對城市規(guī)劃，城市綠化有所幫助。[0005]工作量巨大:如果需要生成真實(shí)的植被布局，目前只能人工完成。然而城市場景中 植物數(shù)量龐大，且對于植物放置這種工作，人工效率極低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，我們提出一項(xiàng)基于捕獲數(shù)據(jù)的自動(dòng)城市場景建模技術(shù)，其目的是更合 理地對植物位置進(jìn)行估計(jì)。[0007]本發(fā)明的一種城市綠化建模方法，通過對城市的航拍圖像進(jìn)行分析，將分析得到 的綠化規(guī)劃應(yīng)用于城市模型上，包括如下步驟:包括如下步驟:(I)對所述航拍圖像進(jìn)行分 析，提取所述航拍圖像上的街道、建筑物與植被分布情況；(2)對所述街道、建筑物與植被 分布情況進(jìn)行分析，建立植被的吉布斯分布模型；(3)根據(jù)預(yù)設(shè)綠化覆蓋度，將所述植被的 吉布斯分布模型通過蒙特卡羅-馬爾科夫鏈映射方法把植被放置到所述城市模型上。[0008]優(yōu)選地，第(I)步還包括:(1.1)對所述航拍圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括對圖像進(jìn)行灰 度化、直方圖均衡、濾波處理，用以增加圖像上建筑物的可辨識度；(1.2)通過與建筑物形 狀庫與所述經(jīng)過預(yù)處理的航拍圖像進(jìn)行建筑物匹配，以提取單個(gè)建筑物，并得到建筑物分 布情況；(1.3)對所述經(jīng)過預(yù)處理的航拍圖像進(jìn)行圖像分割，保留非建筑物，并根據(jù)顏色識 別植被，得到植被分布情況；(1.4)結(jié)合建筑物分布與植被分布情況，擬合街道的分布情 況。[0009]優(yōu)選地，第(2)步還包括:對所述街道、建筑物、植被分布情況進(jìn)行分析，計(jì)算所述 植被在不同形狀的建筑物、街道周圍的分布情況以及所述街道或所述建筑物與植被之間的距離。[0010]優(yōu)選地，第(2)步還包括:在建立植被的吉布斯分布模型時(shí)，定義點(diǎn)分布密度為:
【權(quán)利要求】
1.一種城市綠化建模方法，通過對城市的航拍圖像進(jìn)行分析，將分析得到的綠化規(guī)劃應(yīng)用于城市模型上，其特征在于，包括如下步驟:(1)對所述航拍圖像進(jìn)行分析，提取所述航拍圖像上的街道、建筑物與植被分布情況；(2)對所述街道、建筑物與植被分布情況進(jìn)行分析，建立植被的吉布斯分布模型；(3)根據(jù)預(yù)設(shè)綠化覆蓋度，將所述植被的吉布斯分布模型通過蒙特卡羅-馬爾科夫鏈映射方法把植被放置到所述城市模型上。
2.如權(quán)利要求1所述的城市綠化建模方法，其特征在于，第(I)步還包括:(1.D對所述航拍圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括對圖像進(jìn)行灰度化、直方圖均衡、濾波處理，用以增加圖像上建筑物的可辨識度；(1.2)通過與建筑物形狀庫與所述經(jīng)過預(yù)處理的航拍圖像進(jìn)行建筑物匹配，以提取單個(gè)建筑物，并得到建筑物分布情況；(1.3)對所述經(jīng)過預(yù)處理的航拍圖像進(jìn)行圖像分割，保留非建筑物，并根據(jù)顏色識別植被，得到植被分布情況；(1.4)結(jié)合建筑物分布與植被分布情況,擬合街道的分布情況。
3.如權(quán)利要求2所述的城市綠化建模方法，其特征在于，第(2)步還包括:對所述街道、建筑物、植被分布情況進(jìn)行分析，計(jì)算所述植被在不同形狀的建筑物、街道周圍的分布情況以及所述街道或所述建筑物與植被之間的距離。
4.如權(quán)利要求1所述的城市綠化建模方法，其特征在于，第(2)步還包括:在建立植被的吉布斯分布模型時(shí)，定義點(diǎn)分布密度為:
5.如權(quán)利要求1所述的城市綠化建模方法，其特征在于，第(3)步還包括:(3.1)生成初始化分布率XO ；(3.2)當(dāng)前模擬次數(shù)t時(shí)分布率為Xt，隨機(jī)選擇添加或減少植被的方式；(3.3)模擬在選擇的添加或減少的方式下，計(jì)算所述植被分布的接受率，其中，新增植被的接受率為Rb = ，其中f (X)代表原分布密度，f Of)代表新增分布密度，η表示原植被數(shù)量，A表示計(jì)劃的總植被覆蓋面積；或新減植被的接受率為Rd =其中fU)代表原分布密度，f(x'')代表新減分布r^x密度，η表示原植被數(shù)量，A表示計(jì)劃的總植被覆蓋面積；(3.4)判斷所述新增或新減植被的接受率是否大于I ;(3.5)若大于I，則接受所述添加或減少后的新分布率；(3.6)若不大于1，則以對應(yīng)新增或新減植被的接受率為概率對所述植被進(jìn)行接受；(3.7)判斷是否達(dá)到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)；(3.8)若未達(dá)到，則將t+Ι后，返回步驟3.2繼續(xù)計(jì)算；(3.9)若達(dá)到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，則結(jié)束迭代并輸出綠化模型。
6.如權(quán)利要求5所述的城市綠化建 模方法，其特征在于，第(3.2)步中，所述添加或所述減少植被的方式被選擇到的概率相同。
【文檔編號】G06T17/05GK103500469SQ201310442978
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】燕飛龍, 華博, 陳寶權(quán), 黃惠 申請人:中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院