[发明专利]一种基于三维实景数据的建筑物高度提取方法及其装置

说明书

一种基于三维实景数据的建筑物高度提取方法，其特征在于：它包括以下步骤：(1)由三维实景数据提取点云数据；(2)由点云数据生成数字表面模型DSM以及数字高程模型DEM；(3)将数字表面模型DSM与数字高程模型DEM做差，得到规则化数字表面模型nDSM，即nDSM＝DSM‑DEM；(4)针对规则化数字表面模型nDSM，提取建筑物轮廓；(5)根据建筑物轮廓和规则化数字表面模型nDSM，提取建筑物高度。该基于三维实景数据的建筑物高度提取方法无需人工干预而自动获取、且精度和效率均较高。

技术领域

本发明涉及地理空间数据处理与应用技术领域，具体涉及一种基于三维实景数据的建筑物高度提取方法及其装置。

背景技术

建筑物是城市最重要的组成要素，城市化的一个重要表现就是大量建筑物的出现。而建筑物高度又是建筑物的关键参数之一，掌握城市建筑物高度的情况，就可以有效辅助城市规划、治理等工作的开展，例如，建筑物高度与小区容积率有直接关系，通过分析建筑物高度可以间接衡量小区居住环境的优劣。另外，建筑物高度在灾害分析、应急响应等领域也具有非常重要的意义。因此，掌握城市的建筑物高度信息势在必行。

目前，提取建筑物高度的方法主要有以下几种:1)实地测量法，利用全站仪等测量设备，根据相关测量技术规范对建筑物进行实地测量，该方法精度高，但是工作量大，效率低，不适用于大范围的调查工作；2)楼层推测法，根据建筑物的楼层信息和标准楼层的高度，推算出建筑物高度，该方法较为简便，但是误差大，精度低；3)阴影估算法，根据建筑物地图的阴影长度，结合太阳高度角、方位角等信息来估算建筑物高度，该方法过于复杂，难以保证精度的一致性。因此，现有技术存在不足，需要改进和完善。因此，目前亟需设计一种无需人工干预而自动获取、且精度和效率均较高的基于三维实景数据的建筑物高度提取方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种无需人工干预而自动获取、且精度和效率均较高的基于三维实景数据的建筑物高度提取方法。

本发明的技术解决方案是：一种基于三维实景数据的建筑物高度提取方法，它包括以下步骤：

(1)由三维实景数据提取点云数据；

(2)由点云数据生成数字表面模型DSM以及数字高程模型DEM；

(3)将数字表面模型DSM与数字高程模型DEM做差，得到规则化数字表面模型nDSM，即nDSM＝DSM-DEM；

(4)针对规则化数字表面模型nDSM，提取建筑物轮廓；

(5)根据建筑物轮廓和规则化数字表面模型nDSM，提取建筑物高度。

采用上述方法后，本发明具有以下优点：

本发明基于三维实景数据的建筑物高度提取方法，只需利用三维实景数据并对其运行相应的算法，即可自动获取建筑物的高度，整个过程无需人工干预，处理速度快，自动化程度和效率均较高；而且三维实景数据是一种全新的地理空间数据，其具有高精度、全要素等优点，因此最终获得的建筑物高度也较为精确，从而使得该方法非常适用于城市级大范围、高精度的建筑物高度普查工作；另外该方法不仅可以获取高精度的建筑物高度，还可以获取高精度的建筑物轮廓。

作为优选，所述步骤(1)中是利用三角网加密算法，由三维实景数据提取稠密且分布均匀的点云数据，所述三角网加密算法包括以下子步骤：

(s1)令三维实景数据的顶点为{p₁,p₂,p₃…p_n}，三角网数据为{t₁,t₂,t₃…t_n}，

其中：