一种桥梁倾斜摄影的数字模型轻量化处理方法与流程

本发明属于数据模型轻量化处理，尤其涉及一种桥梁倾斜摄影的数字模型轻量化处理方法。

背景技术：

1、随着无人机航拍技术的创新和发展，基于无人机倾斜摄影的三维建模技术因其具有综合成本低、获取速度快、表达内容丰富等特点也随之发展并被广泛应用。倾斜摄影三维模型轻量化点云处理技术在地形分析和应用方面也具有广泛的应用前景，例如在城市规划、土地利用、资源管理等领域。

2、利用倾斜摄影技术生成的场景三维模型由于存在贴图过大、精度过高、面数过多等问题，导致在常用建模软件中进行二次设计时，整体资源耗费高无法顺畅地实时交互。现有技术通过轻量化处理，可以减少数据传输的时间和成本，并且加快数据处理和分析的速度，提高工作效率。而轻量化处理的过程中，未利用高质量的压缩算法，尽可能减少数据量的同时又保持数据的准确性和可靠性，降低对计算机软硬件的需求。因此，倾斜摄影模型的轻量化处理对于提高存储效率、降低传输成本、加速数据处理和提高用户体验等方面都具有重要的研究意义。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术的不足，进而提供的技术方案，一种桥梁倾斜摄影的数字模型轻量化处理方法，所述方法包括：

2、s1、基于贴图匹配法对桥梁倾斜摄影生成的三维模型进行裁剪，得到感兴趣区域内的数据；

3、s2、对裁剪后的数据进行点云简化处理；

4、s3、对桥梁结构的点云数据进行层次分解，将点云数据划分为不同的层次结构；

5、s4、对层次结构中的数据进行压缩处理，减少数据的存储空间和传输带宽；

6、s5、将轻量化后的数据输出并展示。

7、优选的，所述贴图匹配包括：贴图生成以及特征提取和匹配。

8、优选的，所述特征提取和匹配是利用sift算法，对贴图进行特征提取和匹配，得到贴图在倾斜摄影三维模型中的位置和姿态，具体步骤包括：利用高斯核函数构建尺度空间，再检测出尺度空间的局部极值点作为关键点，然后对关键点进行定位和方向分配，最后用关键点的描述来进行特征匹配。

9、优选的，所述点云简化处理即进行点云抽稀，具体步骤包括：

10、s21、选取点云中的某个点，计算该点的曲率值；

11、s22、根据该点的曲率值，计算该点到相邻点的实际距离；

12、s23、根据其曲率值和相邻点的距离，判断相邻点是否在预先设置的相邻点范围内，如是，删除该点周围的点云数据；

13、s24、遍历点云中的每个点，重复以上步骤直至点云中的每一个点处理完成。

14、优选的，所述曲率值，设置其阈值分别为0.01和0.1。

15、优选的，所述曲率值，当0.01＜曲率值＜0.1，则设置相邻点的阈值距离为0.5米；当曲率值＞0.1，则设置相邻点的阈值距离为0.1米。

16、优选的，所述s3之前包括构建空间索引，基于osgb格式的桥梁倾斜摄影数字模型，建立自上而下、逐级分层的结构，定义层级比例尺，结合纹理贴图像素和分辨率适应pagelod机制。

17、优选的，所述构建空间索引，具体步骤包括：

18、计算n级比例尺scalelevel_n下的一英寸所对应的现实长度distancelevel_n；

19、根据模型现实中实际在x、y、z方向上的最大值dinstancemax，计算模型lod分级的推荐起始层级，如果distancelevel_n≥dinstancemax且distancelevel_n+1＜dinstancemax，则起始层级推荐为n；

20、根据模型在x、y方向上的最小比例尺sacle-min，计算模型lod分级的推荐终止层级，如果scalelevel_n≥saclemin且saclemin＜scalelevel_n+1，则终止层级推荐为n+1。

21、优选的，所述模型lod分级，其各层级地面分辨率是倾斜模型精度的3倍，而各层级地面分辨率的精度满足计算公式：

22、

23、式中，resolution为地面分辨率，dpi为一英寸像素点的个数。

24、优选的，所述s3具体包括：将桥梁模型空间分成多个八分之一的子空间，并在每个子空间上建立决策树，索引跨越多个子空间的点云数据。

25、本发明的有益效果：本发明通过对桥梁倾斜摄影三维数字模型的轻量化处理，依次对倾斜摄影三维模型进行裁剪、模型简化、纹理映射、数据压缩、分块处理、分布式处理等方式，实现更快速、流畅、无损的桥梁三维模型展示和交互，提高存储效率、降低传输成本、加速数据处理和提升用户体验。

技术特征：

1.一种桥梁倾斜摄影的数字模型轻量化处理方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种桥梁倾斜摄影的数字模型轻量化处理方法，其特征在于，所述贴图匹配包括：贴图生成以及特征提取和匹配。

3.根据权利要求2所述的一种桥梁倾斜摄影的数字模型轻量化处理方法，其特征在于，所述特征提取和匹配是利用sift算法，对贴图进行特征提取和匹配，得到贴图在倾斜摄影三维模型中的位置和姿态，具体步骤包括：利用高斯核函数构建尺度空间，再检测出尺度空间的局部极值点作为关键点，然后对关键点进行定位和方向分配，最后用关键点的描述来进行特征匹配。

4.根据权利要求1所述的一种桥梁倾斜摄影的数字模型轻量化处理方法，其特征在于，所述点云简化处理即进行点云抽稀，具体步骤包括：

5.根据权利要求4所述的一种桥梁倾斜摄影的数字模型轻量化处理方法，其特征在于，所述曲率值，设置其阈值分别为0.01和0.1。

6.根据权利要求5所述的一种桥梁倾斜摄影的数字模型轻量化处理方法，其特征在于，所述曲率值，当0.01＜曲率值＜0.1，则设置相邻点的阈值距离为0.5米；当曲率值＞0.1，则设置相邻点的阈值距离为0.1米。

7.根据权利要求1所述的一种桥梁倾斜摄影的数字模型轻量化处理方法，其特征在于，所述s3之前包括构建空间索引，基于osgb格式的桥梁倾斜摄影数字模型，建立自上而下、逐级分层的结构，定义层级比例尺，结合纹理贴图像素和分辨率适应pagelod机制。

8.根据权利要求7所述的一种桥梁倾斜摄影的数字模型轻量化处理方法，其特征在于，所述构建空间索引，具体步骤包括：

9.根据权利要求8所述的一种桥梁倾斜摄影的数字模型轻量化处理方法，其特征在于，所述模型lod分级，其各层级地面分辨率是倾斜模型精度的3倍，而各层级地面分辨率的精度满足计算公式：

10.根据权利要求1所述的一种桥梁倾斜摄影的数字模型轻量化处理方法，其特征在于，所述s3具体包括：将桥梁模型空间分成多个八分之一的子空间，并在每个子空间上建立决策树，索引跨越多个子空间的点云数据。

技术总结
本发明公开了一种桥梁倾斜摄影的数字模型轻量化处理方法，包括：S1、基于贴图匹配法对桥梁倾斜摄影生成的三维模型进行裁剪，得到感兴趣区域内的数据；S2、对裁剪后的数据进行点云简化处理；S3、对点云进行层次分解，将数据划分为不同的层次结构；S4、对层次结构中的数据进行压缩处理，减少数据的存储空间和传输带宽；S5、将轻量化后的数据输出并展示。本发明通过对桥梁倾斜摄影三维数字模型的轻量化处理，依次对倾斜摄影三维模型进行裁剪、模型简化、纹理映射、数据压缩、分块处理、分布式处理等方式，实现更快速、流畅、无损的桥梁三维模型展示和交互，提高存储效率、降低传输成本、加速数据处理和提升用户体验。

技术研发人员：袁海天,张新颖,缪建新,豆正成,雷志刚,潘玲玲
受保护的技术使用者：江苏燕宁工程科技集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4