(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211330591.X (22)申请日 2022.10.28 (71)申请人 吉奥时空信息技 术股份有限公司 地址 430223 湖北省武汉市东湖开发区庙 山小区江夏大道武大 科技园 (72)发明人 杨逸伦　杨健　关雨　黄金森　 程方　池晶　付智能　张银松　 凌家安　 (74)专利代理 机构 武汉泰山北斗专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 42250 专利代理师 董佳佳 (51)Int.Cl. G06T 17/20(2006.01) G06T 19/20(2011.01) G06V 10/764(2022.01)G06V 10/82(2022.01) G06V 20/10(2022.01) (54)发明名称 一种城市 绿植孪生的建模方法及装置 (57)摘要 本发明适用于GIS技术领域， 提供一种城市 绿植孪生的建模方法及装置， 所述方法包括： 步 骤S1、 根据倾斜摄影模型， 通过计算提取植被城 市绿植覆盖范围和属性， 进而生成城市绿植矢量 数据， 包括植被矢量面和单株矢量点数据； 步骤 S2、 根据所述城市绿植矢量数据， 将植被矢量面 和单株矢量点数据在三维引擎中进行高程采样， 根据最终属性生成对应的孪生植被模 型。 本发明 简化了城市绿植孪生模型生产流程， 提高生产效 率， 减少人工干预， 并进一步实现城市绿植孪生 模型与现实数据对应， 满足城市绿植模型的可编 辑、 可管理、 可利用的需要。 权利要求书3页 说明书6页 附图4页 CN 115471634 A 2022.12.13 CN 115471634 A 1.一种城市绿植孪生的建模方法， 其特 征在于， 所述建模方法包括下述 步骤： 步骤S1、 根据倾斜摄影模型， 通过计算提取植被城市绿植覆盖范围和属性， 进而生成城 市绿植矢量数据， 包括 植被矢量 面和单株矢量 点数据； 步骤S2、 根据所述城市绿植矢量数据， 将植被矢量面和单株矢量点数据在三维引擎中 进行高程采样， 根据最终属性 生成对应的孪生 植被模型。 2.如权利要求1所述城市绿植孪生的建模方法， 其特征在于， 所述步骤S1具体过程如 下： 提取倾斜摄影模型中的影像数据和模型数据， 将影像数据转换为数字正射影像， 将模 型数据转换为数字表面模型； 将数字正射影像通过神经网络分类器进行分类， 获取确定为植被覆盖的像素以及植被 种类， 得到植被覆盖的栅格分类 影像； 对生成的栅格分类 影像进行矢量 化， 得到植被覆盖的矢量数据， 即植被矢量 面； 根据所述数字表面模型提取地表高程得到数字地形模型， 通过数字地形模型和数字表 面模型的差值， 提取植被矢量面的高度信息， 对于植被矢量面， 保留植被的最大高度和平均 高度； 对植被矢量面进行筛选， 对于小于面积阈值的植被矢量面， 直接将其转换为单株矢量 点数据； 对于大于或等于面积阈值的植被矢量面， 将植被矢量面与城市道路数据进行求交， 相 交部分为被植被覆盖的道路， 对植被覆盖道路进 行均匀点采样， 得到行道树点数据， 将行道 树点数据合并至单株矢量点数据， 同时保留植被矢量面不与城市道路数据相交的部 分为最 终的植被矢量 面。 3.如权利要求2所述城市绿植孪生的建模方法， 其特征在于， 所述步骤S2具体过程如 下： 将植被矢量面和单株矢量点数据输入至三维引擎中， 将植被矢量面和单株矢量点的空 间参考转换到三维引擎的坐标系上； 将植被矢量 面转换成随机 矢量点数据； 将随机矢量点数据和单株矢量 点合并得到二维植株点数据； 在三维引擎中以俯视角度从设置高度H进行深度渲染， 得到地形的深度缓存图， 按照二 维植株矢量 点的位置进行采样， 得到观察深度d， 进 而得到植株的高程h =H‑d； 根据植被的最大高度和平均高度， 以正态分布的方式生成各个植株的高度信息， 计算 各个植株的高度信息与植被种类对应的单体植株模型的高度比值， 得到单个植株的缩放比 例S； 对各个植株设置随机 旋转R； 针对每个植株， 根据 植株的位置T、 随机旋转R、 缩放比例S， 确定唯一的空间变换阵M=T* R*S， 根据该空间变换阵按照对应的单体植株模型在三维引擎中生成孪生 植被模型。 4.如权利要求3所述城市绿植孪生的建模方法， 其特征在于， 所述将植被矢量面转换成 随机矢量点数据， 具体过程如下： 设置植被矢量 面的植株最小间距R；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115471634 A 2获取植被矢量 面的外接矩形， 将外 接矩形转换为以 为网格边长的格网； 创建随机点数组S和待处 理队列W， 在格网中随机取一个点作为原点， 将其加入S与W； 当W不为空时， 取W的 队首点P0， 在P0周围生成随机点P1， 且P1与P0距离L满足R<L<1.5R， 遍历P1所在网格周围的9个网格中存在的点， 判断点P1与其他点的距离是否都大于R， 如果 满足， 则把P1加入S和W， 每 个队首点P0会重复操作n次， 最后将P0从W中移除； 最后直至W 为空， 则S为 最终获得的随机点数组。 5.一种城市绿植孪生的建模 装置， 其特 征在于， 所述建模 装置包括： 数据处理单元， 用于根据倾斜摄影模型， 通过计算提取植被城市绿植覆盖范围和属性， 进而生成城市绿植矢量数据， 包括 植被矢量 面和单株矢量 点数据； 模型生成单元， 用于根据所述城市绿植矢量数据， 将植被矢量面和单株矢量点数据在 三维引擎中进行高程采样， 根据最终属性 生成对应的孪生 植被模型。 6.如权利要求5所述城市绿植孪生的建模 装置， 其特 征在于， 所述数据处 理单元包括： 数据提取模块， 用于提取倾斜摄影模型中的影像数据和模型数据， 将影像数据转换为 数字正射影像， 将模型 数据转换为数字表面模型； 数据分类模块， 用于将数字正射影像通过神经网络分类器进行分类， 获取确定为植被 覆盖的像素以及植被种类， 得到植被覆盖的栅格分类 影像； 矢量化模块， 用于对生成的栅格分类影像进行矢量化， 得到植被覆盖的矢量数据， 即植 被矢量面； 高度提取模块， 用于根据所述数字表面模型提取地表高程得到数字地形模型， 通过数 字地形模 型和数字表面模型的差值， 提取植被矢量面的高度信息， 对于植被矢量面， 保留植 被的最大高度和平均高度； 数据转换模块， 用于对植被矢量面进行筛选， 对于小于面积阈值的植被矢量面， 直接将 其转换为单株矢量 点数据； 道路修正单元， 用于对于大于或等于面积阈值的植被矢量面， 将植被矢量面与城市道 路数据进 行求交， 相交部 分为被植被覆盖的道路， 对植被覆盖道路进 行均匀点采样， 得到行 道树点数据， 将行道树点数据合并至单株矢量点数据， 同时保留植被矢量面不与城市道路 数据相交的部分为 最终的植被矢量 面。 7.如权利要求5所述城市绿植孪生的建模 装置， 其特 征在于， 所述模型生成单 元包括： 数据输入模块， 用于将植被矢量面和单株矢量点数据输入至三维引擎中， 将植被矢量 面和单株矢量 点的空间参 考转换到三维引擎的坐标系上； 面转点模块， 用于将植被矢量 面转换成随机 矢量点数据； 数据合并模块， 用于将随机 矢量点数据和单株矢量 点合并得到二维植株点数据； 高程计算模块， 用于在三维引擎中以俯视角度从设置高度H进行深度渲染， 得到地形的 深度缓存图， 按照二 维植株矢量点的位置进 行采样， 得到观察深度d， 进而 得到植株的高程h =H‑d； 缩放计算模块， 用于根据植被的最大高度和平均高度， 以正态分布的方式生成各个植 株的高度信息， 计算各个植株的高度信息与单体植株模型 的高度比值， 得到单个植株的缩 放比例S；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115471634 A 3