仿真城市模型的构建方法和设备

摘要

本发明公开一种仿真城市模型的构建方法和设备，涉及仿真建模领域。该仿真城市模型的构建方法，包括：将利用倾斜摄影测量得到的建筑物的室外模型与利用BIM构建的所述建筑物的室内模型融合得到仿真建筑模型；其中，所述室外模型与所述室内模型是通过将所述室外模型的坐标数据与所述室内模型的坐标数据置于同一坐标系中实现融合的；将所述仿真建筑模型与地表模型融合得到仿真城市模型。用于解决目前的三维建模方法无法简单有效地真实还原城市的实景环境且无法实现建筑物室内外有效融合建模的问题。

权利要求

1.一种仿真城市模型的构建方法，其特征在于，包括：将利用倾斜摄影测量得到的建筑物的室外模型与利用BIM构建的所述建筑物的室内模型融合得到仿真建筑模型；其中，所述室外模型与所述室内模型是通过将所述室外模型的坐标数据与所述室内模型的坐标数据置于同一坐标系中实现融合的；

将所述仿真建筑模型与地表模型融合得到仿真城市模型；

所述将所述仿真建筑模型与地表模型融合得到仿真城市模型，包括：对所述仿真建筑模型做单体化处理得到所述建筑物的底面面矢量参数；

获取仿真建筑模型的数字高程模型；

根据所述底面面矢量参数将所述仿真建筑模型的底面与所述地表模型的地面融合，并将所述数字高程模型与所述地表模型融合得到所述仿真城市模型。

2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述将利用倾斜摄影测量得到的建筑物的室外模型与利用BIM构建的所述建筑物的室内模型融合得到仿真建筑模型，包括：以所述室外模型的坐标数据为基础建立坐标系，并将所述室外模型中的一个室外建筑特征点作为所述坐标系的原点；

计算所述室内模型中多个室内建筑特征点与所述室外建筑特征点的相对坐标；

根据所述相对坐标调整所述室内模型在所述坐标系中的位置实现所述室外模型与所述室内模型的融合，得到所述仿真建筑模型。

3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述对所述仿真建筑模型做单体化处理得到所述建筑物的底面面矢量参数之后，将所述数字高程模型与所述地表模型融合得到所述仿真城市模型之前，还包括：利用纹理自动映射技术对所述仿真建筑模型的表面进行修饰处理。

4.根据权利要求1‑3任一项所述的构建方法，其特征在于，通过以下方式构建所述建筑物的室内模型：

根据室外模型获得所述建筑物的数字地表模型；

根据所述建筑物的建造信息在所述数字地表模型上进行室内模型的构建。

5.一种仿真城市模型的构建设备，其特征在于，包括：处理器以及存储器，其中，所述存储器存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：

将利用倾斜摄影测量得到的建筑物的室外模型与利用BIM构建的所述建筑物的室内模型融合得到仿真建筑模型；其中，所述室外模型与所述室内模型是通过将所述室外模型的坐标数据与所述室内模型的坐标数据置于同一坐标系中实现融合的；

将所述仿真建筑模型与地表模型融合得到仿真城市模型；

所述设备具体用于，通过以下方式实现所述仿真建筑模型与地表模型的融合：对所述仿真建筑模型做单体化处理得到所述建筑物的底面面矢量参数；

获取仿真建筑模型的数字高程模型；

根据所述底面面矢量参数将所述仿真建筑模型的底面与所述地表模型的地面融合，并将所述数字高程模型与所述地表模型融合得到所述仿真城市模型。

6.根据权利要求5所述的构建设备，其特征在于，所述设备具体用于，通过以下方式实现所述室外模型与所述室内模型的融合：以所述室外模型的坐标数据为基础建立坐标系，并将所述室外模型中的一个室外建筑特征点作为所述坐标系的原点；

计算所述室内模型中多个室内建筑特征点与所述室外建筑特征点的相对坐标；

根据所述相对坐标调整所述室内模型在所述坐标系中的位置实现所述室外模型与所述室内模型的融合，得到所述仿真建筑模型。

7.根据权利要求5所述的构建设备，其特征在于，所述设备具体用于，所述对所述仿真建筑模型做单体化处理得到所述建筑物的底面面矢量参数之后，将所述数字高程模型与所述地表模型融合得到所述仿真城市模型之前，还包括：利用纹理自动映射技术对所述仿真建筑模型的表面进行修饰处理。

8.根据权利要求5‑7任一项所述的构建设备，其特征在于，所述设备具体用于，通过以下方式构建所述建筑物的室内模型：根据室外模型获得所述建筑物的数字地表模型；

根据所述建筑物的建造信息在所述数字地表模型上进行室内模型的构建。

说明书

仿真城市模型的构建方法和设备

技术领域

[0001] 本发明涉及仿真建模领域，特别涉及一种仿真城市模型的构建方法和设备。

背景技术

[0002] 城市行动通常是指以保卫或夺取城市为直接目的的行动。城市行动被单列为一种行动样式，具有战场环境异常复杂，装备优势发挥受限，对建筑物的争夺激烈等鲜明特点。
广泛运用以虚拟现实技术等为核心的各种模拟训练系统是当前许多发达国家军队城市行
动训练的一个突出特点。战场环境仿真是其中一个不可缺少的重要环节，它能够真实、快速
地为指挥员提供虚拟的战场环境和战场态势，从而使行动指挥的效能空前提高。

[0003] 三维建筑物信息的获取与建模是城市建模的主要内容。在虚拟地表模型之上，添加三维建筑模型，形成完整的城市三维模型。目前三维建筑建模研究主要有：1)从城市影像
中自动提取建筑物，结合二维建筑物矢量和DSM数据、直接对建筑物进行表面建模；2)通过
影像测量并结合物体的几何知识构模出多面体对象模型的方法；3)将地面与车载激光扫描
系统用于三维城市重建和局部区域空间信息获取；4)基于机载激光扫描系统的三维重建方
法；5)利用三维深度传感器、多CCD相机和彩色高分辨率数字相机获取的数据实现建筑物建
模；6)利用虚拟现实技术实现三维GIS数据的可视化等。

[0004] 上述方法中，依靠地理环境矢量、属性数据构建的战场环境与真实环境差异较大，不能真实还原城市实景环境；基于激光扫描等三维重建方法存在生产成本高，工作强度大，
模型生产效果不确定等不利因素；现有虚拟环境仿真建模方法不能在保证建筑物空间一致
性的同时实现建筑物室内外融合建模。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种仿真城市模型的构建方法和设备，用于解决目前的三维建模方法无法简单有效地真实还原城市的实景环境且无法实现建筑物室内外有效融合建模的问
题。

[0006] 为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

[0007] 第一方面，本发明提供了一种仿真城市模型的构建方法，包括：

[0008] 将利用倾斜摄影测量得到的建筑物的室外模型与利用BIM构建的所述建筑物的室内模型融合得到仿真建筑模型；其中，所述室外模型与所述室内模型是通过将所述室外模
型的坐标数据与所述室内模型的坐标数据置于同一坐标系中实现融合的；

[0009] 将所述仿真建筑模型与地表模型融合得到仿真城市模型。

[0010] 其中，地表模型包括地面高程信息、道路坐标信息、水系坐标信息和植被坐标信息等内容，但是不包括建筑物信息。

[0011] 本发明提出的仿真城市模型的构建方法，基于倾斜摄影测量和BIM建模，该方法采用倾斜摄影测量技术完成了城市室外实景模型的建立，利用BIM数据建模方法完成了建筑
物室内建模，并通过室外模型和室内模型的数据交换完成了建筑物室外模型和室内模型的
融合，在保证虚拟环境空间一致性的同时极大的提高了建模速度。另外，使用本发明的构建
方法，生产成本低，工作强度较低，战场环境与真实环境差异较低，可以真实还原城市实景
环境。

[0012] 其中，在本发明一个实施方式中，利用倾斜摄像测量技术获得建筑物的室外模型包括：

[0013] 利用无人机获取无人机遥感影像；

[0014] 对获得的无人机遥感影像进行数据处理得到影响数据；

[0015] 根据影像数据进行空中三角测量得到控制点数据；

[0016] 根据控制点数据进行三维室外模型建立，并进行纹理修饰处理，得到室外模型。

[0017] 在本发明一个具体实施方式中，利用BIM构建室内模型包括如下步骤：

[0018] 根据室外模型获得所述建筑物的数字地表模型；

[0019] 根据所述建筑物的建造信息在所述数字地表模型上进行室内模型的构建。

[0020] 其中，建筑物的建造信息例如包括建筑平面高度、内部墙体位置、管网信息等等。

[0021] 在一种实施方式中，所述将利用倾斜摄影测量得到的建筑物的室外模型与利用BIM构建的所述建筑物的室内模型融合得到仿真建筑模型，包括：

[0022] 以所述室外模型的坐标数据为基础建立坐标系，并将所述室外模型中的一个室外建筑特征点作为所述坐标系的原点；

[0023] 计算所述室内模型中多个室内建筑特征点与所述室外建筑特征点的相对坐标；

[0024] 根据所述相对坐标调整所述室内模型在所述坐标系中的位置实现所述室外模型与所述室内模型的融合，得到所述仿真建筑模型。

[0025] 在本发明的一种实施方式中，所述将所述仿真建筑模型与地表模型融合得到仿真城市模型，包括：

[0026] 对所述仿真建筑模型做单体化处理得到所述建筑物的底面面矢量参数；

[0027] 获取仿真建筑模型的数字高程模型；

[0028] 根据所述底面面矢量参数将所述仿真建筑模型的底面与所述地表模型的地面融合，并将所述数字高程模型与所述地表模型融合得到所述仿真城市模型。

[0029] 其中，单体化处理是将建筑群拆分为单个建筑，并将单个建筑的墙体面与地面分离，分离后可以得到建筑物的底面面矢量参数和墙体的数字高程模型，通过单体化可以进
一步细化建筑物的底面信息，从而与地表模型更好地匹配，然后再将建筑物的数字高程模
型与地表模型中建筑物的底面对应的位置进行融合，进而得到仿真城市模型。通过拆分，仿
真建筑模型和地表模型融合精度更高。

[0030] 在本发明一种实施方式中，所述对所述仿真建筑模型做单体化处理得到所述建筑物的底面面矢量参数之后，将所述数字高程模型与所述地表模型融合得到所述仿真城市模
型之前，还包括：

[0031] 利用纹理自动映射技术对所述仿真建筑模型的表面进行修饰处理。

[0032] 通过修改异常纹理，减少室外模型和室内模型的融合差异性，提高仿真建筑模型的美观度。同时，还可以对仿真建筑模型的异常墙面做修正处理，细化其结构，提高仿真建
筑模型的美观度。

[0033] 第二方面，本发明提供一种仿真城市模型的构建设备，包括：处理器以及存储器，其中，所述存储器存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理器执行时，使得所述处理器
执行以下步骤：

[0034] 将利用倾斜摄影测量得到的建筑物的室外模型与利用BIM构建的所述建筑物的室内模型融合得到仿真建筑模型；其中，所述室外模型与所述室内模型是通过将所述室外模
型的坐标数据与所述室内模型的坐标数据置于同一坐标系中实现融合的；

[0035] 将所述仿真建筑模型与地表模型融合得到仿真城市模型。

[0036] 在本发明的一种实施方式中，所述设备具体用于，通过以下方式实现所述室外模型与所述室内模型的融合：

[0037] 以所述室外模型的坐标数据为基础建立坐标系，并将所述室外模型中的一个室外建筑特征点作为所述坐标系的原点；

[0038] 计算所述室内模型中多个室内建筑特征点与所述室外建筑特征点的相对坐标；

[0039] 根据所述相对坐标调整所述室内模型在所述坐标系中的位置实现所述室外模型与所述室内模型的融合，得到所述仿真建筑模型。

[0040] 在本发明的一种实施方式中，所述设备具体用于，通过以下方式实现所述仿真建筑模型与地表模型的融合：

[0041] 对所述仿真建筑模型做单体化处理得到所述建筑物的底面面矢量参数；

[0042] 获取仿真建筑模型的数字高程模型；

[0043] 根据所述底面面矢量参数将所述仿真建筑模型的底面与所述地表模型的地面融合，并将所述数字高程模型与所述地表模型融合得到所述仿真城市模型。

[0044] 在本发明的一种实施方式中，所述设备具体用于，所述对所述仿真建筑模型做单体化处理得到所述建筑物的底面面矢量参数之后，将所述数字高程模型与所述地表模型融
合得到所述仿真城市模型之前，还包括：

[0045] 利用纹理自动映射技术对所述仿真建筑模型的表面进行修饰处理。

[0046] 在本发明的一种实施方式中，所述设备具体用于，通过以下方式构建所述建筑物的室内模型：

[0047] 根据室外模型获得所述建筑物的数字地表模型；

[0048] 根据所述建筑物的建造信息在所述数字地表模型上进行室内模型的构建。

附图说明

[0049] 图1为本发明实施例提供的一种仿真城市模型的构建方法的流程结构示意图；

[0050] 图2为本发明实施例提供的一种利用倾斜摄像测量技术获得建筑物的室外模型的流程结构示意图；

[0051] 图3为本发明实施例提供的一种ContextCapture构建3DMesh模型图；

[0052] 图4为本发明实施例提供的一种基于BIM技术构建城市建筑物的室内模型的流程结构示意图；

[0053] 图5为本发明实施例提供的一种将建筑物的室外模型与室内模型进行融合的方法的流程结构示意图；

[0054] 图6为本发明实施例提供的一种将仿真建筑模型与地表模型融合的方法的流程结构示意图；

[0055] 图7为本发明实施例提供的一种仿真城市模型的结构示意图；

[0056] 图8为本发明实施例提供的一种仿真城市模型的构建设备的结构示意图；

[0057] 图9为本发明实施例提供的一种仿真城市模型的构建装置的结构示意图。

具体实施方式

[0058] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施
例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的
所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0059] 本发明实施例描述的应用场景是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着新应
用场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。其中，在本
发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0060] 本发明一种实施方式的仿真城市模型的构建方法，如图1所示，包括以下步骤：

[0061] 步骤S10、基于倾斜摄影测量技术进行城市室外建筑物的三维重建，得到建筑物的室外模型；

[0062] 步骤S20、基于BIM技术获取城市建筑物的室内模型；

[0063] 步骤S30、将建筑物的室外模型与室内模型进行融合，得到室内外融合的三维仿真建筑模型；

[0064] 步骤S40、将所述仿真建筑模型与地表模型融合得到仿真城市模型；其中，所述地表模型包括地面高程信息、道路坐标信息、水系坐标信息和植被坐标信息等内容，但是不包
括建筑物信息。

[0065] 其中，如图2所示，步骤S10中利用倾斜摄像测量技术获得建筑物的室外模型包括以下步骤：

[0066] 步骤S101、获取无人机遥感影像

[0067] 基于倾斜摄影测量建立城市三维模型的质量在很大程度上取决于数据采集的质量。无人机遥感影像的获取主要包括相机标定、航线规划、像控点测量和无人机航测四个步
骤。其中，相机标定为：在图像测量过程以及机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的
三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型，这些
几何模型参数就是相机参数；在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到，这
个求解参数的过程就称之为相机标定(或摄像机标定)。

[0068] 步骤S102、数据预处理

[0069] 数据预处理主要是为了室外建模做准备，包括影像匀光处理和POS(position and orientation system，定位定姿系统)数据获取。

[0070] 无人机获取的影像由于光照变化、传感器不同、获取时间有异等因素的影响，同一张相片或不同相片之间一般会存在色彩不平衡。为了保证航摄相片光色一致，需要对相片
进行匀光匀色处理。

[0071] POS数据是无人机获取的影像相应的位置和姿态数据，数据的格式与具体的无人机有关。对于直接写入影像的POS数据一般后期建模软件可以直接读取，对于POS文件和影
像需独立输入后期建模软件的，一般需要利用无人机随机软件转换成固定格式的像控点数
据文件。

[0072] 步骤S103、空中三角测量和控制点计算

[0073] 该方法中的空中三角测量的实质是通过量测影像重叠区域的像点坐标，结合野外像控点坐标，根据影像与所摄地物之间的集合关系，解算获得影像的外方位元素和加密点
的坐标。该过程主要采用像控点影像关联和空中三角测量一体化方法，该方法可以避免建
立全部像控点和大部分影像的关联文件工作量过大问题，也可以在保证精度的同时降低刺
点难度。

[0074] 该方法中，首先在不添加像控点下进行任意尺度和方位下的空中三角测量，可以初步校核外业数据成果。其次选取所有像控点中的3个像控点，对于每个像控点选取相应的
像控点清晰的影像2幅，完成像控点和影像的关联，进行非固定控制点下的空中三角测量，
然后进行精确关联，保证每个镜头至少3张连续的影像刺点，每个控制点3张相片，完成固定
控制点下的空中三角测量。最后根据平差结果精化刺点，再次进行空中三角测量，直至所有
控制点满足精度要求。

[0075] 步骤S104、三维室外模型建立

[0076] 在得到控制点数据后可以进行3D模型建立。利用ContextCapture平台提供的图像密集匹配方案，对图像进行超高密度的点云数字表面模型(Digital Surface Model，DSM)
的重建，同时并行GPU加速，使效率大大提升，如图3所示。

[0077] 步骤S105、纹理匹配及精化处理

[0078] 纹理匹配及精化处理是一种将卫图添加到三维模型表面的一种技术，可以在不增加物体表面复杂度的情况下，提供丰富的表面细节信息。利用全自动纹理映射技术，在超高
密度的点云数字表面模型(DSM)上匹配对应的影像数据，形成更为真实的三维建筑物模型。

[0079] 另外，基于倾斜摄影测量的影像利用相关软件(如ContextCapture)建立的三维模型，由于近地表影像不足，经常会导致模型粘连和纹理缺失等问题，可以利用DpModeler建
模软件进行修补和精化。

[0080] 其中，如图4所示，步骤S20中基于BIM技术构建城市建筑物的室内模型包括以下步骤：

[0081] 步骤S201、建筑场地及场地构件建立

[0082] 建筑场地的布置与建筑地坪、地形表面等因素相关。在Revit(一种BIM建模软件)中设置地形表面可以通过导入CAD等高线的方法，也可以通过读取高程文件来设立。

[0083] 本发明实施方式中，根据室外模型创建过程中提取出DSM(Digital Surface Model，数字地表模型)信息，将其导入至CAD文件中，形成对应的等高线图，可在Revit中得
到项目的地形表面信息。

[0084] 步骤S202、标高和轴网的建立

[0085] 建筑物中的定位信息都是由轴网和标高来确定的。轴网的作用相当于每个平面的坐标系，标高对应于建筑平面的高度。在Revit中，标高和轴网共同构成了网格化的定位体
系，是后期构件建立的基础。通常在建筑物中每个标高对应一个楼层平面。一般BIM数据模
导入Revit时，标高部分显示正常，无需重建，若标高线过长不便观察，则通过立面视图水平
调节标高线长度即可。

[0086] 其中，标高和轴网以及以下设计中的内部墙体结构、管道结构等可根据建筑物建造时的数据(例如图纸信息、设计电子文档信息等等)获得，也可以通过测量获得。

[0087] 步骤S203、结构设计

[0088] BIM模型创建时，根据需求从不同的族里选取需要的种类，并对其参数进行调整以满足需求。制作中涉及到的墙有基本墙、叠层墙和幕墙三种类型，调用不同的族，并设置参
数后进行绘制。除墙体外，模型的结构组成还包括柱、梁、楼板等，与墙的设置相同，分别调
用相应的族，并依据图纸绘制到指定位置。

[0089] 步骤S204、管网建模

[0090] 管道建设需要重新建立样板，调用机械样板，之后在系统选项卡中调用管道模板进行绘制。

[0091] 在利用Revit建模软件绘制管道，一共分为选择系统、选择管径(材质，管件等)、确定高度三个步骤。点击管道属性栏下方选择系统类型为“循环供水”，然后点击编辑类型，选
择“布管系统配置”，一般管道的管件，尺寸范围，管件类型都在这里设置，对于机械样板还
可以绘制管道的弯头，三通等构件。简单绘制完毕后，可根据项目需求更改管道的高度和管
径，具体操作为点击管道使其高亮显示，鼠标移动至管道末端，右击点击“绘制管道”，重新
输入管径及高度，然后继续绘制，点击三维视图，管道就生成了立管。绘制管道完毕后，可根
据具体需求对不同系统的管道进行区分，添加材质颜色等。

[0092] 步骤S205、建筑物内部构件建模

[0093] 建筑物的内部构件包含的是室内的物品，建筑物内部结构建模通常将室内的内部构件分为了家具装饰和办公设备两类。其中家具装饰有：电视、冰箱、饮水机、水族箱、盆景、
橱柜、等；办公设备有：办公桌、办公椅、会议桌等。室内构件一般形状都不太规则，大小不
一，复杂多样，可以通过软件提供的族文件来进行快速建模，另外也可以根据需求尺寸制作
实物模型。

[0094] 步骤S206、三维模型的渲染

[0095] 在Revit中完成模型建立，对模型进行三维视图下的渲染以获得可视化效果。将模型显示详细程度设置为“精细”，渲染效果设置为最佳。渲染完成后得到建筑物的室内模型。

[0096] 需要说明的是，室内模型的构建可以是基于建筑物建造时的BIM模型，也可以依据建筑物建造时的各种图纸数据进行构建。

[0097] 其中，如图5所示，步骤S30中将建筑物的室外模型与室内模型进行融合的过程如下：

[0098] 步骤S301、室外模型与室内模型初步融合

[0099] 在利用倾斜摄影测量得到的建筑物的三维室外模型上选取一室外建筑特征点P作为相对坐标系的原点，将三维室外模型导入到3DMax软件中，同时调整模型位置使室外建筑
特征点P与坐标系原点重合。

[0100] 选取基于BIM建模获取的室内模型，经计算得到室内模型的多个室内建筑特征点相对于室外建筑特征点P点的相对坐标，将室内模型导入到3DMax软件中，根据相对坐标调
整位置，使得室内模型与室外模型大致空间一致。

[0101] 利用3DMax软件调整室内模型的姿态参数(Rotation)、比例参数(Scale)，确保室内模型与室外模型融合一致，依次完成所有建筑物的室外模型与室内模型的融合，并将融
合后的各个仿真建筑模型合并导出为fbx格式。

[0102] 步骤S302、仿真建筑模型的单体化处理

[0103] 对仿真建筑模型的单体化处理，是将仿真建筑模型的墙壁和仿真建筑模型所在的地表分离开，单独获得每个仿真建筑模型的各个底面矢量信息和墙壁面矢量信息。通过进
行仿真建筑模型的单体化处理可以得到室外建模型更精确的矢量信息，从而对室外模型和
室内模型做进一步细化融合，得到更好的融合效果。该实施方式中，可以用DpModeler与
3DMax联动进行仿真建筑模型单体化。具体包括以下步骤：

[0104] 步骤S302a、利用DpModeler与3DMax联动插件加载初步融合后的仿真建筑模型；在DpModeler中采集需要单体化的建筑物特征点并将室外模型打散得到各个墙壁面面矢量参
数，同时获取建筑物的底面面矢量参数；

[0105] 其中，墙壁面矢量信息通过以下方式获取：依次描绘出每个单体化建筑物模型的墙壁面特征点，利用DpModeler将墙壁面特征点转换为闭合的面矢量参数。建筑物的底面面
矢量参数通过以下方式获取：依次描绘出每个单体化建筑物模型的底面特征点，利用
DpModeler将底面特征点转换为闭合的面矢量。完成墙壁面面矢量参数和底面面矢量参数
后分别将其导出。

[0106] 步骤S302b、在3DMax中调用墙壁面矢量信息修正模型，调整室外模型的墙壁面位置，使室内模型与室外模型精确融合；

[0107] 步骤S302c、在3DMax中对模型进行结构细化，修改特殊异面；

[0108] 步骤S302d、利用DpModeler与3DMax联动插件完成纹理的自动映射，检查修改异常纹理。

[0109] 其中，如图6所示，在步骤S40中将仿真建筑模型与地表模型融合的步骤如下：

[0110] 步骤S401、构建地表模型

[0111] 根据城市三维重建需求，根据融合城市模型获取必要的地表模型的矢量信息，该地表模型的矢量信息包括地面高程信息、道路坐标信息、水系坐标信息和植被坐标信息等。

[0112] 其中，利用VBS3军事仿真引擎并根据地面高程信息进行地面的构建；根据水系矢量信息进行河流、湖泊的构建；根据道路坐标等矢量信息及融合模型道路材质构建路网模
型；根据植被矢量信息，进行园地、林地等植被模型构建。

[0113] 步骤S402、提取数字高程模型

[0114] 在仿真建筑模型的地表中按一定的采样间隔选取地表高程点，根据选取高程点建立三角网并生成数字高程模型；

[0115] 步骤S403、仿真建筑模型与地表模型融合

[0116] VBS3军事仿真引擎调取根据步骤S302a得到的底面矢量信息，同时调取地表模型数据，将仿真建筑模型定位到地表模型的具体位置；VBS3军事仿真引擎调取根据步骤S402
获取的数字高程模型，将其与地表模型进行融合。可根据需求提取一些特殊构筑物的模型
及矢量信息，如广告牌、厂房、电力杆、通信杆等构筑物信息，并将其融入到地表模型中，同
时设置地表属性、纹理参数等信息生成仿真城市模型。得到的仿真城市模型如图7所示。

[0117] 本发明实施例，采用VBS3军事仿真引擎完成城市三维建模，由于VBS3仿真平台在进行三维地表模型建立过程中需要添加地表仿真属性(如摩擦系数、附着系数、泥泞度、弹
性系数等)，根据VBS3仿真平台输入需求，需要对融合的仿真建筑模型进行矢量信息提取、
模型单体化操作，进而利用该VBS3军事仿真引擎完成仿真城市模型的构建。

[0118] 需要说明的是，该实施例中，各数据处理和数据转换如下：

[0119] 目前基于倾斜摄影测量获取的三维实景模型广泛采用OSGB数据格式以便于数据交换和三维场景数据的快速可视化。上文基于BIM利用Revit生成的城市建筑室内模型一般
输出的格式为FBX，也可以输出IFC和RVT等数据格式。FBX格式是Autodesk公司的可用于跨
平台数据交换的免费格式，提供了C++软件开发平台和API工具包供用户读写。OSGB是OSG的
一种默认格式，可以直接被OSG加载。采用Revit软件建立的室内模型可以通过3DMax优化纹
理，利用3DMax的插件osgExp可以将3DMax模型转换为OSGB文件，之后可以被OSG加载。本发
明实施方式中利用倾斜摄影测量得到的室外模型与利用BIM建模得到的室内模型的融合是
关键，首先需要通过OSG中的BoundingSphere类中的radius函数和center函数获取室外模
型和室内模型尺寸和中心坐标，然后利用PositionAttitudeTransform类中的setScale函
数和setPosition函数进行尺寸和位置的调整以保证室内模型与室外模型位置和尺寸的一
致性。这样就完成了基于倾斜摄影测量的室外模型和基于BIM的室内模型的数据融合。

[0120] 基于同样的发明构思，本发明实施例提供一种仿真城市模型的构建设备，如图8所示，包括：处理器81以及存储器82，其中，所述存储器82存储有程序代码，当所述程序代码被
所述处理器81执行时，使得所述处理器81执行以下步骤：

[0121] 将利用倾斜摄影测量得到的建筑物的室外模型与利用BIM构建的所述建筑物的室内模型融合得到仿真建筑模型；其中，所述室外模型与所述室内模型是通过将所述室外模
型的坐标数据与所述室内模型的坐标数据置于同一坐标系中实现融合的；

[0122] 将所述仿真建筑模型与地表模型融合得到仿真城市模型。

[0123] 在本发明的一种实施方式中，所述设备具体用于，通过以下方式实现所述室外模型与所述室内模型的融合：

[0124] 以所述室外模型的坐标数据为基础建立坐标系，并将所述室外模型中的一个室外建筑特征点作为所述坐标系的原点；

[0125] 计算所述室内模型中多个室内建筑特征点与所述室外建筑特征点的相对坐标；

[0126] 根据所述相对坐标调整所述室内模型在所述坐标系中的位置实现所述室外模型与所述室内模型的融合，得到所述仿真建筑模型。

[0127] 在本发明的一种实施方式中，所述设备具体用于，通过以下方式实现所述仿真建筑模型与地表模型的融合：

[0128] 对所述仿真建筑模型做单体化处理得到所述建筑物的底面面矢量参数；

[0129] 获取仿真建筑模型的数字高程模型；

[0130] 根据所述底面面矢量参数将所述仿真建筑模型的底面与所述地表模型的地面融合，并将所述数字高程模型与所述地表模型融合得到所述仿真城市模型。

[0131] 在本发明的一种实施方式中，所述设备具体用于，所述对所述仿真建筑模型做单体化处理得到所述建筑物的底面面矢量参数之后，将所述数字高程模型与所述地表模型融
合得到所述仿真城市模型之前，还包括：

[0132] 利用纹理自动映射技术对所述仿真建筑模型的表面进行修饰处理。

[0133] 在本发明的一种实施方式中，所述设备具体用于，通过以下方式构建所述建筑物的室内模型：

[0134] 根据室外模型获得所述建筑物的数字地表模型；

[0135] 根据所述建筑物的建造信息在所述数字地表模型上进行室内模型的构建。

[0136] 基于同样的发明构思，本发明提供一种实施方式的仿真城市模型的构建装置，如图9所示，包括：

[0137] 第一融合单元91，将利用倾斜摄影测量得到的建筑物的室外模型与利用BIM构建的所述建筑物的室内模型融合得到仿真建筑模型；其中，所述室外模型与所述室内模型是
通过将所述室外模型的坐标数据与所述室内模型的坐标数据置于同一坐标系中实现融合
的；

[0138] 第二融合单元92，将所述仿真建筑模型与地表模型融合得到仿真城市模型。

[0139] 基于同样的发明构思，本发明实施例提供一种存储介质，存储介质中存储程序代码，程序代码被设置为运行时执行以下步骤：

[0140] 将利用倾斜摄影测量得到的建筑物的室外模型与利用BIM构建的所述建筑物的室内模型融合得到仿真建筑模型；其中，所述室外模型与所述室内模型是通过将所述室外模
型的坐标数据与所述室内模型的坐标数据置于同一坐标系中实现融合的；

[0141] 将所述仿真建筑模型与地表模型融合得到仿真城市模型。

[0142] 以上参照示出根据本申请实施例的方法、装置(系统)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本申请。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示
图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通
用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得经由计
算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块
中所指定的功能/动作的方法。

[0143] 相应地，还可以用硬件和/或软件(包括固件、驻留软件、微码等)来实施本申请。更进一步地，本申请可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形
式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行系统来使
用或结合指令执行系统而使用。在本申请上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以
是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行系统、装置或设备使
用，或结合指令执行系统、装置或设备使用。

[0144] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围
之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。