星际公司自主发明的《一种数字城市模型库的构建与调度方法》获专利授权证书(专利号ZL201110001909.5),发明涉及测绘与地理信息系统领域,一种数字城市模型库的构建与调度方法受专利保护,已成熟应用于数字城市三维模型建设中,该专利还获得了天津市优秀专利奖。
天津市专利奖由市人民政府授予本市在专利创造及运用中取得显著成效的专利权人和发明人,是天津市专利领域最具影响力的奖项,也是衡量企业科研实力的重要标志。
一、发明背景
我国数字城市的决策运行依赖实景三维建设所产生的时空信息资源,搭建高精度、海量数据三维城市模型,是筑牢数字城市、数字经济发展的时空“基座”。但由于数字城市模型数据量大,计算机硬件无法满足海量数据高精度模型的大范围直接浏览调度;已有的分级做法只是将模型的纹理压缩进行分级,单个模型做面数限制,导致模型很多的细节都无法体现,这直接影响了数字城市模型的效果和真实性。
为了克服以上计算机软硬件的环境限制,大范围利用海量高精度模型数据,满足数字城市建设实际应用中的需要,本发明提供了一种数字城市模型库的构建与调度方法。
二、专利简介
步骤一:获取城市原始的点云和航片数据,根据获取到的点云和航片数据,按照标准比例尺图幅范围进行分幅三维模型建设,获取各分幅三维模型;
分幅点云图/分幅DOM影像图
分幅三维模型图
步骤二:对各分幅三维模型进行内容划分,划分为建筑、地块、绿化和小品四层,获取分层的各分幅三维模型;
步骤三:将分层的各分幅三维模型中的数据按照第一预设规则进行分块,生成原始模型库;
原始模型库组织图
步骤四:通过纹理尺寸压缩处理、模型简化处理分别对原始模型库中的建筑、绿化、小品、地块数据进行分级处理,获取分级后模型。下图以地块数据为例示意:
地块分级模型
步骤五:将原始模型库中的绿化数据、小品数据、地块数据和房屋数据进行合并,形成完整的高精度三维数字地图。
高精度三维数字地图
三、专利优势
1、保证建模效率,提高模型精度
本发明按照标准的1∶2000图幅进行分幅三维模型建设,获取各分幅三维模型,并通过纹理尺寸压缩处理、模型简化处理进行分层、分块组织管理,运用自适应面删除简化和面片模型生成法将模型进行简化处理,自动将模型进行简化分级,并自动将完整的地块地形模型制作成单面片的图片地形模型,简化了模型场景的面数和数据量,同时也大幅度提升了三维模型精度及建模效率。
2、提高场景加载速度,实现大规模三维数据的网络浏览调度及应用
本发明支持数万面级别甚至更高精度的模型浏览与应用,在保证效果的前提下,真正的实现了数字城市高精度海量数据模型的大范围流畅浏览与应用,对数字城市的建设、发展和应用有着重要的意义。
四、应用价值
当前我国数字城市建设正处于高速发展时期,国内很多城市都已将建设数字城市作为发展战略。一种数字城市模型库的构建与调度方法已服务于天津、西安、成都、太原、雅安等数十个数字城市建设项目。
案例一:基于激光雷达测量技术的天津市中心城区三维数字城市建设
该项目以先进的机载、车载激光雷达数字城市三维建模解决方案,采集并完成了天津市1.2万平方公里的数字地形模型、1400平方公里建筑体框模型和600平方公里精细三维实景模型,通过三维平台软件StarGISEarth集成包括城市用地、规划、房产、人口、经济、卫生、应急等综合信息,为相关部门提供直观、精确、丰富的三维信息和数据服务,实现了天津市由传统平面向立体空间管理模式的转变,以技术创新促进城市管理变革。
此项目还获得了2011天津市科技进步一等奖、2011年国家优秀测绘工程奖金奖。
案例二:基于激光LiDAR的成都市双流区高精细三维城市建设项目
该项目采用先进的机载、车载激光LIDAR数字城市三维建模技术,采集建立成都市双流区466平方公里高精细三维模型库成果,建立起双流区真三维数字化“底座”。同时集成包括城市现状数据、规划数据,构建双流区三维地理基础地理信息框架,并为政务数据、资产数据、社会信息等信息的集成留有接口。在城市规划领域开展了行业示范应用,实现了城市规划的三维立体综合评估与决策,进一步推动了全区三维数字化管理模式的升级,为BIM综合报建、城市治理评估、数字城市建设打下了坚实的三维数字底座。
此项目还获得了2021年全国优秀测绘工程奖金奖、2021年度天津市优秀测绘工程奖一等奖。
截至目前,星际公司已获得国家发明专利35项。2015年经国家知识产权局评定,荣获国家知识产权优势企业。这些专利及荣誉的认可源自于星际公司强大的技术实力,始终坚持核心科技自主研发、创新驱动发展。下一步,星际公司将持续贯彻落实“1336”高质量发展战略,坚定“一体两翼”发展格局,以测绘地理信息业务为主体、以智慧信息化和数据衍生服务为两翼,瞄准主攻方向,强化创新驱动作用,持续注入发展新动力,打造星际公司时空大数据智慧应用服务的核心竞争力。
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