一种城市绿化建模方法
【专利摘要】本发明提供一种城市绿化建模方法，通过对城市的航拍图像进行分析，将分析得到的绿化规划应用于城市模型上，包括如下步骤：(1)对所述航拍图像进行分析，提取所述航拍图像上的街道、建筑物与植被分布情况；(2)对所述街道、建筑物与植被分布情况进行分析，建立植被的吉布斯分布模型；(3)根据预设绿化覆盖度，将所述植被的吉布斯分布模型通过蒙特卡罗-马尔科夫链映射方法把植被放置到所述城市模型上。本发明可以自动完成城市模型中植被的分布，更接近真实城市的植被分布情况的前提下，大大减少了手工在城市模型中添加植被的工作量。
【专利说明】一种城市绿化建模方法【技术领域】[0001]本发明涉及智慧城市，尤其涉及一种城市绿化建模方法。【背景技术】[0002]近年来随着计算机图形技术的发展以及智慧城市概念的提出，建模的关注点也逐 渐从对单个物体模发展到对城市的大规模场景进行建模。现有的技术几乎全部集中在对于 城市建筑物与道路的规划设计和建模上。然而对于一个完整的城市场景，植物群落必然是 不可或缺的组成。[0003]现有的植物建模工作主要关注于单个植物的建模以及野外植物群落的模拟，而对 于城市中的植物群落的建模，也只有基于过程式建模的方法。而过程式建模方法应用于针 对城市模型上植被放置上，主要面临两大问题:[0004]视觉效果不真实:目前的3D城市模型中所使用的植被均是根据实际需要而人工 随意放置，树木以及其他植被的放置位置没有经过科学地安排。植被在所生成的虚拟城市 里面往往仅起到点缀城市模型的作用，没有对城市规划，城市绿化有所帮助。[0005]工作量巨大:如果需要生成真实的植被布局，目前只能人工完成。然而城市场景中 植物数量庞大，且对于植物放置这种工作，人工效率极低。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，我们提出一项基于捕获数据的自动城市场景建模技术，其目的是更合 理地对植物位置进行估计。[0007]本发明的一种城市绿化建模方法，通过对城市的航拍图像进行分析，将分析得到 的绿化规划应用于城市模型上，包括如下步骤:包括如下步骤:(I)对所述航拍图像进行分 析，提取所述航拍图像上的街道、建筑物与植被分布情况；(2)对所述街道、建筑物与植被 分布情况进行分析，建立植被的吉布斯分布模型；(3)根据预设绿化覆盖度，将所述植被的 吉布斯分布模型通过蒙特卡罗-马尔科夫链映射方法把植被放置到所述城市模型上。[0008]优选地，第(I)步还包括:(1.1)对所述航拍图像进行预处理，包括对图像进行灰 度化、直方图均衡、滤波处理，用以增加图像上建筑物的可辨识度；(1.2)通过与建筑物形 状库与所述经过预处理的航拍图像进行建筑物匹配，以提取单个建筑物，并得到建筑物分 布情况；(1.3)对所述经过预处理的航拍图像进行图像分割，保留非建筑物，并根据颜色识 别植被，得到植被分布情况；(1.4)结合建筑物分布与植被分布情况，拟合街道的分布情 况。[0009]优选地，第(2)步还包括:对所述街道、建筑物、植被分布情况进行分析，计算所述 植被在不同形状的建筑物、街道周围的分布情况以及所述街道或所述建筑物与植被之间的距离。[0010]优选地，第(2)步还包括:在建立植被的吉布斯分布模型时，定义点分布密度为:
【权利要求】
1.一种城市绿化建模方法，通过对城市的航拍图像进行分析，将分析得到的绿化规划应用于城市模型上，其特征在于，包括如下步骤:(1)对所述航拍图像进行分析，提取所述航拍图像上的街道、建筑物与植被分布情况；(2)对所述街道、建筑物与植被分布情况进行分析，建立植被的吉布斯分布模型；(3)根据预设绿化覆盖度，将所述植被的吉布斯分布模型通过蒙特卡罗-马尔科夫链映射方法把植被放置到所述城市模型上。
2.如权利要求1所述的城市绿化建模方法，其特征在于，第(I)步还包括:(1.D对所述航拍图像进行预处理，包括对图像进行灰度化、直方图均衡、滤波处理，用以增加图像上建筑物的可辨识度；(1.2)通过与建筑物形状库与所述经过预处理的航拍图像进行建筑物匹配，以提取单个建筑物，并得到建筑物分布情况；(1.3)对所述经过预处理的航拍图像进行图像分割，保留非建筑物，并根据颜色识别植被，得到植被分布情况；(1.4)结合建筑物分布与植被分布情况,拟合街道的分布情况。
3.如权利要求2所述的城市绿化建模方法，其特征在于，第(2)步还包括:对所述街道、建筑物、植被分布情况进行分析，计算所述植被在不同形状的建筑物、街道周围的分布情况以及所述街道或所述建筑物与植被之间的距离。
4.如权利要求1所述的城市绿化建模方法，其特征在于，第(2)步还包括:在建立植被的吉布斯分布模型时，定义点分布密度为:
5.如权利要求1所述的城市绿化建模方法，其特征在于，第(3)步还包括:(3.1)生成初始化分布率XO ；(3.2)当前模拟次数t时分布率为Xt，随机选择添加或减少植被的方式；(3.3)模拟在选择的添加或减少的方式下，计算所述植被分布的接受率，其中，新增植被的接受率为Rb = ，其中f (X)代表原分布密度，f Of)代表新增分布密度，η表示原植被数量，A表示计划的总植被覆盖面积；或新减植被的接受率为Rd =其中fU)代表原分布密度，f(x'')代表新减分布r^x密度，η表示原植被数量，A表示计划的总植被覆盖面积；(3.4)判断所述新增或新减植被的接受率是否大于I ;(3.5)若大于I，则接受所述添加或减少后的新分布率；(3.6)若不大于1，则以对应新增或新减植被的接受率为概率对所述植被进行接受；(3.7)判断是否达到预设的迭代次数；(3.8)若未达到，则将t+Ι后，返回步骤3.2继续计算；(3.9)若达到预设的迭代次数，则结束迭代并输出绿化模型。
6.如权利要求5所述的城市绿化建 模方法，其特征在于，第(3.2)步中，所述添加或所述减少植被的方式被选择到的概率相同。
【文档编号】G06T17/05GK103500469SQ201310442978
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】燕飞龙, 华博, 陈宝权, 黄惠 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院