[发明专利]一种基于低空摄影测量的城市高密度区太阳能利用潜力评估方法

摘要

本发明提出了一种基于低空摄影测量的城市高密度区太阳能利用潜力评估方法，包括无人机低空数据采集、获取三维点云数据、筛选建筑主体点、种子区域选取、区域生长和点云面片分割、三维重建、建筑物几何模型、太阳辐射模拟和太阳能利用潜力评估步骤。本发明利用低空摄影测量获取城市高密度区的点云数据，通过参数化工具对点云数据进行语义区分和三维重建，获得单体化几何模型，从而在同平台内模拟分析建筑物屋顶和墙面的太阳能利用潜力大小和动态变化情况。

主权项

1.一种基于低空摄影测量的城市高密度区太阳能利用潜力评估方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤1、获取一城市高密度区域低空遥感影像数据，通过影像处理生成三维点云数据；步骤2、基于所述三维点云数据所携带的信息，将建筑主体点云和非建筑主体点云区分开，得到筛选后的单体化三维点云数据；步骤3、通过基于曲率和法向量的点云面片分割方法以及柱状模型建立，对单体化三维点云数据进行三维重建，得到单体化的城市高密度区建筑物几何模型；步骤4、通过对单体化的城市高密度区建筑物几何模型进行计算机模拟，获取太阳辐射在建筑物表面的分布信息，对所述太阳辐射在建筑物表面的分布信息进行数据分析，通过数据分析的结果对该城市高密度区域进行太阳能利用潜力评估；所述步骤3具体为：通过KNN近邻算法找寻邻域点，为邻域点构建协方差矩阵，利用PCA主成分分析算法估计法向量和曲率来构建种子区域，再利用区域生长算法提取建筑物各个面的点云面片；构建点集P0与地平面方格之间的映射关系，取其中点云平均高度作为方格高度，得到建筑的柱状模型，对柱状模型进行平面拟合，得到单体化的城市高密度区建筑物几何模型；所述构建点集P₀与地平面方格之间的映射关系具体为：任意选择地平面G上一点作为原点，以地平面建立X‑Y平面，以垂直地平面且指向建筑点云所在方向为Z方向，建立空间直角坐标系，并计算P₀中点云在新坐标系下的坐标；在二维轮廓范围B的区域满铺相同大小方格G＝{g(i,j)丨1≤i≤m,1≤j≤n}，其中m、n是区域内方格行列数；将P₀中的点云投影到X‑Y平面，可构成点集P₀与方格之间存在的映射关系：