一种城市数字地图三维建模制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种城市地图制作技术，尤其涉及一种城市数字地图三维建模制作方法。
【背景技术】
[0002]数字地图，又称电子地图，是利用计算机信息技术，以数字方式进行存储和查阅，地图比例可放大、缩小或旋转而不影响显示效果。数字地图的应用越来越广泛，相对传统的纸质地图，数字地图有覆盖面广、查找容易、易于修改和更新等优点。常见的数字地图主要通过图片格式文件表示，图片格式文件的数据量非常大，需要很大的存储空间，难以实现缩放和高分辨率等缺点；大的数据量意味着更长的传输时间，在网络传输速度有限的情况下，用户不得不长时间等待地图的显示，这将严重影响客户体验。其次，当前的数字地图(如谷歌地图、百度地图等)只关注道路、河流的示意，在地图中忽略了城市地图，如城市地貌、城市各种建筑物、城市绿化、区域管理、经济圈、商圈的绘制和表示，在数字化时代的今天，不方便用户从现有数字地图上提取城市地貌、城市各种建筑物、城市绿化、区域管理、经济圈、商圈等城市规划、建设信息，给人们的生活和工作带来诸多不便。因此，亟需开发一种可反应城市地形、地貌以及城市各种建筑物、城市绿化、区域管理、经济圈、商圈的城市数字地图，为此开发了一种城市数字地图三维建模制作方法。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种城市数字三维地图，数字地图中除了包括有道路、河流信息外，还包括有城市地形、地貌，城市各种建筑物、城市绿化、区域管理、经济圈、商圈等城市规划、建设信息，数字城市构建，给人们的生活和工作带来新的体验。
[0004]本发明的技术方案是提供一种城市数字地图三维建模制作方法，其设计要点在于，包括以下步骤:
步骤I为目标地图建立坐标系，将目标地图进行网格区块划分，分割成多个地图图块，对所述地图图块按次序进行编码标识；
步骤2采用摄像装置对步骤I中的所述地图图块进行航空拍摄，获得所述地图图块的航空照片，并对所拍摄的航空照片进行与所述地图图块相对应的编码标识；对所述地图图块的地面建筑物、市政小品及植被、区块地表进行地面拍照，采集地面建筑物、市政小品及植被、区块地表的照片；所述地面建筑物、市政小品采用多视角地面拍照；
步骤3采用光探测与测量系统LiDAR对步骤I中的目标地图进行拍摄扫描，获得目标地图的数字高程模型及地面覆盖物高度的LiDAR激光点云数据，反应地面建筑顶面纹理及地表纹理的LiDAR影像数据；
步骤4将步骤2中的所述地图图块的航空照片依据编码标识进行拼接，去除重叠区域，融合边界，生成目标地图的整幅照片；
首先，操作矢量化软件模块对所述整幅照片进行矢量化处理，获得目标地图的包含有地面道路面轮廓线、建筑物轮廓线、水系面轮廓线、花圃面轮廓线、草地面轮廓线的矢量线构成的地表矢量地形图层；
其次，根据步骤3中的数字高程模型及地面覆盖物高度的LiDAR激光点云数据制作所述地表矢量地形图层的包含有坐标系信息的坐标系图层，制作反应地表高度的地表高程图层；根据LiDAR激光点云数据、LiDAR影像数据和所述建筑物轮廓线制作地面建筑物的三维轮廓矢量线，构建地面建筑物白膜图层
再次，依据区块地表照片记载的道路信息制作包含有地面道路路牙、道路纹理、人行道面、盲道面的道路路面信息的道路图层；
又一次，依据市政小品及植被的照片信息制作包括有市政小品、林木和草坪的小品林木图层，并根据步骤3中的LiDAR激光点云数据调整市政小品、林木的高程；
步骤5根据地面建筑物的多视角照片制作地面建筑物白膜轮廓的精细结构，再制作地面建筑物侧立表面的侧立面纹理，采用LiDAR影像数据制作地面建筑物顶面的顶面纹理，地面建筑物的侧立面纹理和顶面纹理构成地面建筑物纹理图层；
步骤6采用地图发布平台将地表矢量地形图层、坐标系图层、地表高程图层、道路图层、地面建筑物高程图层、地面建筑物白膜图层和地面建筑物纹理图层进行融合处理构建目标地图的三维数字地图。
[0005]本发明在这际应用中，还有如下进一步优化的技术方案。
[0006]作为优化地，所述步骤4中的道路纹理的制作包括:首先，利用图像处理软件绘制构成道路纹理的纹理部件，所述纹理部件的材质、轮廓线与区块地表照片中显示的构成道路纹理的纹理部件的材质、轮廓线相一致；其次，把所述纹理部件贴附于道路路面，并使其位置、间距、布局与区块地表照片和LiDAR影像数据中所记载的道路纹理的位置、间距、布局相一致。
[0007]作为优化地，所述步骤4中的地面道路路牙、道路纹理、人行道面、盲道面的制作还包括设置地面道路路牙、道路纹理、人行道面、盲道面的材质的步骤，所述地面道路路牙、道路纹理、人行道面、盲道面的材质与区块地表照片中显示的地面道路路牙、道路纹理、人行道面、盲道面的材质相一致。
[0008]作为优化地，所述步骤5中的地面建筑物侧立表面的侧立面纹理包括墙壁面、窗子、广告牌、门店招牌中的一种或多种，所述墙壁面、窗子、广告牌、门店招牌的相对位置关系、材质与地面建筑物的多视角照片中所记载的墙壁面、窗子、广告牌、门店招牌的相对位置关系、材质相一致。
[0009]作为优化地，所述步骤2中的地面建筑物的地面拍照还包括对地面建筑物的立柱、门窗以及店面招牌的拍照。
[0010]作为优化地，还包括制作地面建筑物精细轮廓图层的步骤，根据地面建筑物的立柱、门窗以及店面招牌的照片所记载的地面建筑物的立柱、门窗以及店面招牌信息来制作地面建筑物的立柱、地面建筑物侧立面的门窗以及地面建筑物上固定的店面招牌。
[0011]作为优化地，其特征在于，所述步骤4中的市政小品包括路灯、红绿灯、电话亭、宣传栏、消防栓、高压电塔、高压杆、落地变电箱、变电站、交通指示牌。
[0012]作为优化地，所述步骤2中的多视角包括前视视角、左视视角、后视视角、右视视角、前左视视角、左后视视角、后右视视角、右前视视角。
[0013]作为优化地，所述步骤2中的市政小品及植被包括古树，对古树的拍照采用八视角拍摄，所述八视角包括前视角、前左视角、左视角、左后视角、后视角、后右视角、右视角、右前视角。
[0014]本发明在数字三维地图的实际制作中，对目标地图进行网格区块划，对每个地图图块按次序进行编码标识；航空拍摄采集每个地图图块的航空照片，并对航空照片进行与所述地图图块相对应的编码标识；采用光探测与测量系统LiDAR对目标地图进行拍摄扫描，采集LiDAR激光点云数据和LiDAR影像数据；对每个地图图块的航空照片进行拼接生成目标地图的整幅照片；对整幅照片进行矢量化处理，获得目标地图的包含有地面道路面轮廓线、建筑物轮廓线、水系面轮廓线、花圃面轮廓线、草地面轮廓线的矢量线构成的地表矢量地形图层；采用LiDAR激光点云数据制作包含有坐标系信息的坐标系图层，制作反应地表高度的地表高程图层；分别制作包含道路路面信息的道路图层、包括市政小品林木和草坪的小品林木图层、地面建筑物高度的地面建筑物高程图层、侧立面纹理和顶面纹理的地面建筑物纹理图层，最后在地图发布平台上将上述各图层进行融合处理构建目标地图的三维数字地图。
[0015]有益效果
本发明方法制作的城市地图包括了城市地形、地貌及地面高程信息，城