本发明涉及建筑物数据提取,具体为基于无人机的高精度建筑物信息提取与分析系统。
背景技术:
1、随着无人机技术近年来取得的显著进步,为无人机在建筑物信息提取领域的应用提供了坚实的基础,当前建筑物信息提取技术方案,针对在震害预评估工作中,传统的建筑物类型调查和信息获取具有工作量大、开展较慢、需要耗费大量的人力等缺点,且目前提取建筑物的高度主要是通过阴影信息间接推算实际建筑物的高度,会出现计算误差,并且针对民用遥感影像的空间分辨率低,不能满足建筑信息精细提取,对建筑物类型的初判较为困难。
2、例如公告号为cn104484668b的发明专利,上述申请提供一种无人机多重叠遥感影像的建筑物轮廓线提取方法,包括利用空三结合密集匹配的方法生成三维点云,并对点云进行滤波处理,从其中检测出建筑物;对检测的建筑删除墙面后,从建筑物顶面信息提取建筑物粗轮廓;建筑物粗轮廓作为缓冲区叠加拼接影像上,利用建筑物粗轮廓作为形状先验信息,在缓冲区内用水平集算法进行演化,最后得到建筑物精确轮廓;上述申请充分利用了多重叠影像生成的点云三维信息,同时结合高分辨率遥感影像的高精度几何信息,不但显著提高了建筑物轮廓提取的精度,而且降低了方法的复杂度。
3、结合上述技术方案发现,随着无人机在建筑物信息提取与分析领域的应用,需要组织更多精确、高效、便捷的建筑物信息提取技术方案,但大多数建筑物信息提取技术方案对影响建筑物信息提取的影响因素考虑较单一,这会降低建筑物信息提取的准确度,影响后续对建筑物信息的分析。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明提供了基于无人机的高精度建筑物信息提取与分析系统,能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。
2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:基于无人机的高精度建筑物信息提取与分析系统,包括模型生成准确度模块,用于通过无人机对目标建筑物进行航测,得到目标建筑物的三维航测模型,获取目标建筑物的三维航测模型的所属特征数据,判定目标建筑物三维航测模型的模型生成准确度,与预定义的模型生成准确阈值进行比较,若目标建筑物三维航测模型的模型生成准确度大于或等于模型生成准确阈值,则进入类别识别模块;类别识别模块,用于通过无人机的模型识别机制,对目标建筑物的三维航测模型进行类别识别,并识别出目标建筑物的所属类别,以此匹配出目标建筑物的所属类别对应的信息提取方式;信息提取准确度模块,用于根据目标建筑物的所属类别对应的信息提取方式,对目标建筑物进行信息提取,获取目标建筑物的提取数据,同时采集目标建筑物的实测数据,综合判定目标建筑物的信息提取准确度;提取状态反馈模块,用于将目标建筑物的信息提取准确度,与预定义的信息提取准确合规值进行校验,以此对无人机的高精度建筑物信息提取与分析进行反馈。
3、作为进一步的方案,所述目标建筑物三维航测模型的模型生成准确度,具体分析过程为:将目标建筑物三维航测模型的边缘总长度,与预定义的边缘参照总长度进行数据处理,得到目标建筑物三维航测模型的轮廓完整度;将目标建筑物三维航测模型各像元的空间分辨率进行标准差处理,得到目标建筑物三维航测模型的空间分辩离散度;将无人机在各数据获取时间点下的时间分辨率进行标准差处理,得到无人机在数据获取周期内的时间分辩离散度;从建筑物信息库中提取得到边缘参照总长度、空间分辩参照离散度以及时间分辩参照离散度;将目标建筑物三维航测模型的轮廓完整度、目标建筑物三维航测模型的空间分辩离散度以及无人机在数据获取周期内的时间分辩离散度进行综合分析,得到目标建筑物三维航测模型的模型生成准确度,具体表达式为:
4、;
5、式中为目标建筑物三维航测模型的模型生成准确度,为目标建筑物三维航测模型的轮廓完整度,为目标建筑物三维航测模型的空间分辩离散度,为空间分辩参照离散度,为无人机在数据获取周期内的时间分辩离散度,为时间分辩参照离散度,为建筑物信息库中预定义的轮廓完整度单位数值对应的影响因子,为建筑物信息库中预定义的空间分辩离散度对应的修正因子,为建筑物信息库中预定义的时间分辩离散度对应的修正因子,为自然常数。
6、作为进一步的方案,所述与预定义的模型生成准确阈值进行比较,具体分析过程为:将目标建筑物三维航测模型的模型生成准确度,与预定义的模型生成准确阈值进行比较,若目标建筑物三维航测模型的模型生成准确度大于或等于模型生成准确阈值,则对目标建筑物的三维航测模型进行类别识别,若目标建筑物三维航测模型的模型生成准确度小于模型生成准确阈值,则重新对目标建筑物进行航测,直至无人机的模型生成准确度大于或等于模型生成准确阈值。
7、作为进一步的方案,所述匹配出目标建筑物的所属类别对应的信息提取方式,具体匹配过程为:根据目标建筑物的所属类别,与预定义的各类别对应的信息提取方式进行匹配,以此匹配出目标建筑物的所属类别对应的信息提取方式。
8、作为进一步的方案,所述判定目标建筑物的信息提取准确度,具体判定过程为:将目标建筑物的屋顶高度、目标建筑物的层数以及目标建筑物的屋顶夹角分别与目标建筑物的实测屋顶高度、目标建筑物的实测层数以及目标建筑物的实测屋顶夹角进行综合分析,得到目标建筑物的信息提取准确度。
9、作为进一步的方案,所述判定目标建筑物的信息提取准确度,具体表达式为:
10、;
11、式中为目标建筑物的信息提取准确度,为目标建筑物的屋顶高度,为目标建筑物的实测屋顶高度,为目标建筑物的层数,为目标建筑物的实测层数,为目标建筑物的屋顶夹角,为目标建筑物的实测屋顶夹角,为建筑物信息库中预定义的屋顶高度对应的权重因子,为建筑物信息库中预定义的建筑物的层数对应的权重因子,为建筑物信息库中预定义的屋顶夹角对应的权重因子。
12、作为进一步的方案,所述对无人机的高精度建筑物信息提取与分析进行反馈,具体反馈过程为:将目标建筑物的信息提取准确度,与预定义的信息提取准确合规值进行校验,生成信息提取标签,若目标建筑物的信息提取准确度大于或等于信息提取准确合规值,则将信息提取标签定义为信息提取合格标签,若目标建筑物的信息提取准确度小于信息提取准确合规值,则将信息提取标签定义为信息提取异常标签,以此对无人机的高精度建筑物信息提取与分析进行反馈。
13、相对于现有技术,本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果:
14、(1)本发明通过提供基于无人机的高精度建筑物信息提取与分析系统,首先判定目标建筑物三维航测模型的模型生成准确度,若大于或等于模型生成准确阈值,意味着无人机生成的目标建筑物三维航测模型质量可靠,则识别出目标建筑物的所属类别,以此得到对应类别的信息提取方式,对目标建筑物进行信息提取,同时采集目标建筑物的实测数据,综合判定目标建筑物的信息提取准确度,与预定义的信息提取准确合规值进行校验,可以接近实时地掌握和处理收集到的数据,提高数据处理效率,以此对无人机的高精度建筑物信息提取与分析进行反馈,提高无人机对建筑物的监测效率与准确性。
15、(2)本发明根据目标建筑物的三维航测模型,无人机通过模型识别机制,识别出目标建筑物的所属类别,以此匹配出目标建筑物的所属类别对应的信息提取方式,通过判定建筑物的类别,无人机可以更加有针对性地提取与分析建筑物的相关信息,准确的建筑类别判定可以减少信息提取过程中的误判和漏判,提高无人机信息提取的精准性。
16、(3)本发明通过获取目标建筑物的三维航测模型的所属特征数据,判定目标建筑物三维航测模型的模型生成准确度,可以发现并纠正所生成的三维航测模型存在的误差,从而得到更加精确的目标建筑物三维航测模型,提高无人机的模型生成的准确性,为后续对建筑物的信息提取提供保障。
1.基于无人机的高精度建筑物信息提取与分析系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述基于无人机的高精度建筑物信息提取与分析系统,其特征在于:所述目标建筑物的三维航测模型的所属特征数据,具体包括目标建筑物三维航测模型的边缘总长度、目标建筑物三维航测模型各像元的空间分辨率以及无人机在各数据获取时间点下的时间分辨率。
3.根据权利要求2所述基于无人机的高精度建筑物信息提取与分析系统,其特征在于:所述目标建筑物三维航测模型的模型生成准确度,具体分析过程为:
4.根据权利要求1所述基于无人机的高精度建筑物信息提取与分析系统,其特征在于:所述与预定义的模型生成准确阈值进行比较,具体分析过程为:
5.根据权利要求1所述基于无人机的高精度建筑物信息提取与分析系统,其特征在于:所述匹配出目标建筑物的所属类别对应的信息提取方式,具体匹配过程为:
6.根据权利要求1所述基于无人机的高精度建筑物信息提取与分析系统,其特征在于:所述目标建筑物的提取数据,具体包括目标建筑物的屋顶高度、目标建筑物的层数以及目标建筑物的屋顶夹角。
7.根据权利要求1所述基于无人机的高精度建筑物信息提取与分析系统,其特征在于:所述目标建筑物的实测数据,具体包括目标建筑物的实测屋顶高度、目标建筑物的实测层数以及目标建筑物的实测屋顶夹角。
8.根据权利要求6所述基于无人机的高精度建筑物信息提取与分析系统,其特征在于:所述判定目标建筑物的信息提取准确度,具体判定过程为:
9.根据权利要求8所述基于无人机的高精度建筑物信息提取与分析系统,其特征在于:所述判定目标建筑物的信息提取准确度,具体表达式为:
10.根据权利要求1所述基于无人机的高精度建筑物信息提取与分析系统,其特征在于:所述对无人机的高精度建筑物信息提取与分析进行反馈,具体反馈过程为: