地形模拟方法、装置及电子设备与流程

本发明涉及测绘技术领域，具体而言，涉及一种地形模拟方法、装置及电子设备。

背景技术：

随着计算机技术、信息化技术的快速发展，空间信息平台逐渐由二维向三维发展。由于三维数据表能够更直观，更真实的表达现实世界，有利于基础测绘数据在地质灾害、城市规划、国土管理、智慧城市等不同领域中的应用。因此建立三维数据库成为各种地理信息平台的一种趋势，三维建模方法也越来也多样化。

当前对于目标区域进行地形模拟的方法主要有：一是利用已有的dem数据和dom数据，通过三维数据处理平台实现三维建模，其具有自动化程度高、建模速度快的优点，但由于所得的dem数据是最终数据，具有对复杂地形表现不够合理的缺陷，同时dem数据不便进行修改，人工干预性差；二是采用3dsmaxdesign进行建模，其具有建模精细、细节表现好的优点，但同时由于数据量大，较为耗时耗力，效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种地形模拟方法、装置及电子设备，其能够更高效的获得目标区域的地形模型，且易修改，精度更高。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种地形模拟方法，所述方法包括：获取目标区域的地形数据；依据所述地形数据建立所述目标区域的第一曲面模型；利用立体像对数据校正所述第一曲面模型，以获得第二曲面模型；修饰所述第二曲面模型，得到地形模型。

第二方面，本发明提供了一种地形模拟装置，所述装置包括：数据获取模块，用于获取目标区域的地形数据；生成模块，用于依据所述地形数据建立所述目标区域的第一曲面模型；修正模块，用于利用立体像对数据校正所述第一曲面模型，以获得第二曲面模型；修饰模块，用于修饰所述第二曲面模型，得到地形模型。

第三方面，本发明提供了一种电子设备，所述电子设备包括：存储器、处理器、以及地形模拟装置，所述地形模拟装置存储于所述存储器中并包括至少一个所述处理器执行的软件功能模组，所述地形模拟装置包括：数据获取模块，用于获取目标区域的地形数据；生成模块，用于依据所述地形数据建立所述目标区域的第一曲面模型；修正模块，用于利用立体像对数据校正所述第一曲面模型，以获得第二曲面模型；修饰模块，用于修饰所述第二曲面模型，得到地形模型。

相对于现有技术，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例提供的一种地形模拟方法、装置及电子设备，其建立目标区域可编辑的地形模型，并结合目标区域的立体像对数据对地形模型进行修改校正，能够提高目标区域的地形模型的精度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1示出了本发明第一实施例所提供的地形模拟方法的一种流程图；

图2示出了图1示出的步骤s100的子步骤流程图；

图3示出了图1示出的步骤s300的子步骤流程图；

图4示出了图1示出的步骤s500的子步骤流程图；

图5示出了图1示出的步骤s700的子步骤流程图；

图6示出了本发明第二实施例所提供的电子设备的方框示意图；

图7示出了本发明第三实施例所提供的地形模拟装置的功能模块图；

图8示出了图7中修正模块的示意性框图；

图9为图8中修正单元的示意性框图；

图10为图7中修饰模块的示意性框图。

图中：10-电子设备；100-存储器；200-存储控制器；300-处理器；50-地形模拟装置；500-数据获取模块；600-生成模块；700-修正模块；710-加密单元；720-对比单元；730-修正单元；731-数据增删子单元；732-z值修正子单元；800-修饰模块；810-微分纠正单元；820-修饰单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例：

请参阅图1，图1为本发明第一实施例所提供的地形模拟方法的一种流程图。所述地形模拟方法可以包括以下步骤：

s100，获取目标区域的地形数据。

在本实施例中，所述目标区域包括目标工区，一般来说，为了保证最终成果能够体现目标工区的所有区域的地形，所述目标区域可以大于所述目标工区，只要保证所述目标工区的范围全部落在所述目标区域的范围内即可。所述地形数据可以包括所述目标区域的dem(digitalelevationmodel，数字高程模型)数据、像控点数据及所述目标区域的影像数据，其中，所述dem数据可以用于构建所述目标区域的地形模型，所述像控点数据可以用于校正所述地形模型，所述影像数据可以包括由航空摄影获得的多张所述目标区域的高精度影像照片。

s300，依据地形数据建立目标区域的第一曲面模型。

在本实施例中，依据所述地形数据，建立所述目标区域的第一曲面模型，其中，所述第一曲面模型中可以包括像控点，并通过所述像控点，结合所述像控点数据对所述第一曲面模型进行校正。

s500，利用立体像对数据校正第一曲面模型，以获得第二曲面模型。

在本实施例中，由于所述第一曲面模型是根据所述地形数据进行曲面建模得到的，虽然所述第一曲面模型已由所述像控点数据进行地形校正，但所述第一曲面模型也只能大致描述所述目标区域的真实地形，存在许多与真实地形的差异区域，需要精确校正。

而立体像对数据是通过专业的测图软件在立体环境下通过所述地形数据对所述目标区域进行立体像对视角的观察，其能够使技术人员站在航测时飞机的角度观察所述目标区域，此时技术人员观察到的是所述目标区域真实地形，以此来对比并校正所述第一曲面模型，以获得相比于所述第一曲面模型更加符合所述目标区域真实地形的第二曲面模型。

s700，修饰第二曲面模型，得到地形模型。

在本实施例中，由于由步骤s500获得的所述第二曲面模型是通过曲面建模并校正过的表示所述目标区域的白模，因此，需要对所述第二曲面模型进行修饰，以获得更加贴近所述目标区域真实地形的地形模型。

基于上述设计，本实施例所提供的一种地形模拟方法，其结合所述目标区域的立体像对数据对所述目标区域的地形模型进行修改校正，能够提高所述地形模型的精度。

请参阅图2，图2为图1示出的步骤s100的子步骤流程图。在本实施例中，作为一种实施方式，所述步骤s100还可以包括以下子步骤：

s110，根据目标区域布设基本控制网络。

在本实施例中，需要根据所述目标区域的地形地貌，布设符合所述目标区域的基本控制网络，其中，所述基本控制网络可以包括多个控制点。更加具体的说，所述基本控制网络应当符合国家测绘标准规定的基本控制网络布设要求。

作为一种实施方式，所述控制点可以由国家标准测量控制点获得。

同时，在本发明的一些其他实施例中，所述控制点的坐标数据还可以通过gps静态测量技术获得，只要保证所述控制点的坐标精度满足地形测量时的精度要求即可。

s120，依据多个控制点确定多个像控点。

在本实施例中，像控点是在航空测绘领域用于控制航空影像资料的控制点，其可以通过在所述基本控制网络的控制点的基础上，根据目标区域的实际地形情况，合理布设。

值得说明的是，所述控制点的数据也可以用作所述像控点数据。

s130，测量像控点以获得像控点数据。

在本实施例中，所述像控点数据可以包括所述目标区域的多个像控点的坐标数据，其可以通过在所述基本控制网络的控制点的基础上，建立基于控制点的坐标系统，然后通过gps测量获得。

s140，获取外部设备采集的影像数据，生成dem数据。

在本实施例中，所述影像数据可以由无人机对所述目标区域进行航飞，同时采集所述目标区域的影像数据，其中，所述影像数据可以包括多张所述目标区域的高精度影像照片，并且，所述影像数据应当包括多个所述像控点的高精度影像照片。

在本实施例中，可以采用例如microsationv8和煤航测图等测绘软件对所述影像数据分析，以获得所述dem数据，同时还可以获得所述目标区域的等高线数据、高程数据、特征线数据，其中，特征线是用于表示所述目标区域的地形的线状要素，可以包括所述目标区域的陡坎、斜坡的上坎、硬化地表道路的边线以及水系河流的水涯线等要素。

请参阅图3，图3为图1示出的步骤s300的子步骤流程图。在本实施例中，步骤s300还可以包括以下子步骤：

s310，在autocadcivil3d中导入dem数据建立目标区域的基本曲面模型。

在本实施例中，为了快速的建立基本曲面模型，同时保证后期可以对所述基本曲面模型进行多次修正，可以在autocadcivil3d中导入所述dem数据以建立所述目标区域的基本曲面模型，autocadcivil3d建立曲面模型具有快速、灵活且易更改的特点，可以满足本实施例所提供的地形模拟方法中建立所述基本曲面模型的要求。

s320，在autocadcivil3d中将像控点数据导入基本曲面模型以获得第一曲面模型

在本实施例中，上述步骤s310建立的基本曲面模型是基于无人机航测的影像数据，由于所述影像数据中并未包括有控制点，因此，所述基本曲面模型与真实地形存在数据上的误差，需要引入所述像控点数据对所述基本曲面模型进行校正，以获得更基本符合真实地形数据的第一曲面模型。

同时，作为一种实施方式，在对所述基本曲面模型进行校正的过程中还可以引入上述步骤s130中采集的等高线数据以及高程数据进行完善，还可以引入所述特征线数据进行细化，使得到的所述第一曲面模型更加贴近真实地形。

基于上述设计，本实施例所提供的一种地形模拟方法，其结合autocadcivil3d对所述目标区域进行地形模拟，速度快，且得到的地形模型可进行编辑修改，能够进一步的完善所述地形模型，使所述地形模型更加贴近真实地形。

请参阅图4，图4为图1示出的步骤s500的子步骤流程图。在本实施例中，步骤s500还可以包括以下子步骤：

s510，通过空三加密对外部设备采集的影像数据进行处理，获得立体像对数据。

由于立体像对数据是通过专业的测图软件，在立体环境下对所述目标区域进行观察得到的，技术人员能够借此以航测时无人机的视角观察到所述目标区域的真实地形。在本实施例中，模型修改的依据是技术人员能够不在实际所要测的目标区域即可获知真实地形的立体像对数据，并且，为了保证对技术人员观察到的真实地形满足精度要求，需要先对所述影像数据进行空三加密，再由经过空三加密后的影像数据，获得所述立体像对数据。

s520，将立体像对数据与第一曲面模型相比较，获得第一曲面模型中相对于立体像对数据的差异区域。

所述第一曲面模型在经过所述像控点数据进行校正后，其能够反映所述目标区域大致的地形，因此，在本实施例中，只需要将所述立体像对数据与所述第一曲面模型相比较，以确定在所述第一曲面模型中相对于所述立体像对数据有差异的差异区域，然后对所述差异区域进行修正，即可获得更加贴近真实地形的地形模型。

s530，在第一曲面模型中修正差异区域以获得第二曲面模型。

在确定所述第一曲面模型中与真实地形存在差异的区域后，需要对所述差异区域进行多次修改以获得第二曲面模型，直至所述第二曲面模型通过与所述立体像对数据相比较，更加贴近真实地形。

优选地，作为一种实施方式，对所述差异区域进行修改的方式可以包括：对于建筑密集区域中被遮挡的区域，可以根据该区域周围的地形，采集该区域的特征线，其中，在平面区域可以采集平面特征，坡面区域可以采集坡面特征；对于等高线过于密集的地区，技术人员可以人为的增加陡坎上线及下线，并删减掉部分过于密集的等高线；对于水平的广场等高程完全一致的地区，可以通过对该地区的高程进行统一赋值。

基于上述设计，本实施例所提供的一种地形模拟方法，其结合所述目标区域的立体像对数据对所述目标区域的地形模型进行修改校正，能够使所述地形模型更加贴近真实地形，提高所述地形模型的精度。

请参阅图5，图5为图1示出的步骤s700的子步骤流程图。在本实施例中，步骤s700还可以包括以下子步骤：

s710，采用微分纠正处理dem数据以获得dom数据。

由上述步骤获得的第二曲面模型是技术人员通过曲面建模并校正过的用于表示所述目标区域的白模，因此，需要对所述第二曲面模型进行修饰，以获得更加贴近所述目标区域真实地形的地形模型。

在本实施例中，所述对所述第二曲面模型进行修饰的依据是所述目标区域的dom(digitalorthophotomap，数字正射影像)数据，因此，在对所述第二曲面模型进行修饰前，可以通过微分纠正处理所述dem数据以获得所述目标区域的dom数据。

s720，采用3dsmaxdesign并结合dom数据修饰第二曲面模型，以获得地形模型。

在本实施例中，可以采用3dsmaxdesign修饰所述第二曲面模型。在3dsmaxdesign中，可以通过dynamitevsp插件提供的相关功能，将dom数据作为纹理贴图附加到所述第二曲面模型上以获得所述地形模型。

同时，在本发明的一些其他实施例中，还可以对建立好的曲面模型再分类，使用纹理素材库中的素材对建立好的地形进行修饰以获得所述地形模型；还可以在模型修饰完毕后，还可以添加光线对场景进行渲染，实现最真实的三维实景再现。

基于上述设计，本实施例所提供的一种地形模拟方法，其通过在autocadcivil3d中快速的建立目标区域可编辑的地形模型，并结合目标区域的立体像对数据对地形模型进行修改校正，能够提高目标区域的地形模型的精度，使所述地形模型更加贴近真实地形。

第二实施例：

请参阅图6，图6示出了本发明第二实施例所提供的电子设备10的方框示意图。所述电子设备10可以是，但不限于个人电脑(personalcomputer，pc)、平板电脑、膝上型便携计算机、车载电脑、个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)、穿戴式移动终端等等。所述电子设备10可以包括地形模拟装置50、存储器100、存储控制器200及处理器300。

所述存储器100、存储控制器200及处理器300各元件相互之间可以直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述地形模拟装置50可以包括至少一个可以以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器100中或固化在所述电子设备10的操作系统(operatingsystem，os)中的软件功能模块。所述处理器300可以用于执行所述存储器100中存储的可执行模块，例如所述地形模拟装置50包括的软件功能模块或计算机程序。

其中，所述存储器100可以是，但不限于，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，只读存储器(readonlymemory，rom)，可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，电可擦除只读存储器(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。其中，所述存储器100可以用于存储程序，所述处理器300可以在接收到执行指令后，执行所述程序，本发明任一实施例揭示的流程定义的服务器所执行的方法可以应用于处理器300中，或者由处理器300实现。

处理器300可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。上述的处理器300可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)、语音处理器以及视频处理器等；还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器300也可以是任何常规的处理器等。

第三实施例：

请参阅图7，图7示出了本发明第三实施例所提供的地形模拟装置50的一种结构框图。在本实施例中，所述地形模拟装置50可以包括数据获取模块500、生成模块600、修正模块700及修饰模块800。

所述数据获取模块500用于获取目标区域的地形数据，所述地形数据包括所述目标区域的dem数据、像控点数据。

在本实施例中，所述数据获取模块500可以用于执行步骤s100。

所述生成模块600用于依据所述地形数据建立所述目标区域的第一曲面模型。

在本实施例中，所述生成模块600可以用于执行步骤s300。

所述修正模块700用于利用立体像对数据校正所述第一曲面模型，以获得第二曲面模型。

在本实施例中，所述修正模块700可以用于执行步骤s500。

所述修饰模块800用于修饰所述第二曲面模型，得到地形模型。

在本实施例中，所述修饰模块800可以用于执行步骤s700。

请参阅图8，图8为图7中修正模块700的一种结构框图。在本实施例中，所述修正模块700可以包括加密单元710、对比单元720及修正单元730。

所述加密单元710用于通过空三加密对影像数据进行处理，获得所述立体像对数据。

在本实施例中，所述加密单元710可以用于执行步骤s510。

所述对比单元720用于将所述立体像对数据与所述第一曲面模型相比较，获得所述第一曲面模型中相对于所述立体像对数据的差异区域。

在本实施例中，所述对比单元720可以用于执行步骤s520。

所述修正单元730用于在所述第一曲面模型中修正所述差异区域以获得所述第二曲面模型。

在本实施例中，所述修正单元730可以用于执行步骤s530。

请参参阅图9，图9为图8中修正单元730的一种结构框图。在本实施例中，所述修正单元730可以包括数据增删子单元731和z值修正子单元732。

在本实施例中，所述数据增删子单元731用于根据所述立体像对数据，增加或删减所述差异区域的dem数据。

在本实施例中，所述z值修正子单元732用于根据所述立体像对数据，修正所述差异区域的z值数据。

请参阅图10，图10为图7中修饰模块800的一种结构框图。在本实施例中，所述修饰模块800可以包括微分纠正单元810和修饰单元820。

所述微分纠正单元810用于处理所述dem数据以获得dom数据。

在本实施例中，所述微分纠正单元810可以用于执行步骤s710。

所述修饰单元820用于结合所述dom数据修饰所述第二曲面模型，以获得所述地形模型。

在本实施例中，所述修饰单元820可以用于执行步骤s720。

综上所述，本发明实施例所提供的一种地形模拟方法、装置及电子设备，其通过在autocadcivil3d中建立快速的建立目标区域可编辑的地形模型，并结合目标区域的等高线、高程点及特征线等要素，优化该地形模型；并结合目标区域的立体像对数据对地形模型进行修改校正，使该地形模型更加贴近目标区域的真实地形，提高目标区域的地形模型的精度；还通过在3dsmaxdesign中修饰该地形模型，使该地形模型更加符合目标区域的真实三维实景。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。