一種多樓層房屋建築面積的提取方法及系統的製作方法
2023-08-10 22:08:01 1
專利名稱：一種多樓層房屋建築面積的提取方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及測量技術領域，特別地，尤其涉及一種多樓層房屋建築面積的提取方法及系統。
背景技術：
隨著社會經濟的快速發展，房地產行業也獲得了空前高速的發展，使居民的生活質量得到了較大的提高和改善，但這也給管理部門帶來了難題。非常多的研究以及決策都是要基於現有房屋的建築面積，比如保障房的規劃及分配，區域規劃涉及的房屋拆遷補償預算等等，而這些都必須要基於準確的現有房屋的建築面積。但很多房屋在建成後由於各種原因，比如尚未銷售、或者違規建築等並沒有在房屋管理部門進行登記，導致如果需要準確房屋的建築面積就只能採用實地進行測量的方法進行獲取。在現場實地進行量測每棟房屋的建築面積以及樓層數，從而計算得到房屋的建築面積。在多樓層的情況下用眼睛來數樓層，這樣的方式容易出現錯誤，同時這樣實地測量的方式也無法滿足變化速度非常快的城市建設。因此，在面對不同區域內大量需要準確房屋的建築面積的業務需求時，現有技術中沒有任何方法或者系統能夠快速地獲取到多樓層房屋的建築面積，嚴重地制約著經濟和社會的發展。實地的現場測量效率低，更重要的是，實際現場測量的數據準確程度難以保證和核實。鑑於這種情況，迫切地需要ー種新的、高效的提取多樓層房屋建築面積的方法。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的在於提供高效的，準確的多樓層房屋建築面積的提取方法。本發明還公開了實現這種多層房屋建築面積提取方法的系統。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是
一種多樓層房屋建築面積提取方法，其具體包含以下步驟1.獲取被測區域的原始數據，根據原始數據建立被測區域的數字高程模型DEM，並對數字高程模型DEM進行精度確定，確定高程模型中每個像元所代表的實地面積；2.在不同高程處統計像元的個數，獲得隨高程變化像元個數變化的圖；3.找到步驟2中隨高程變化像元個數變化的圖中各個高程像元個數變化率最低的高程作為劃分樓層的閾值，將數字高程模型DEM劃分成不同樓層的高程段，並計算出每個樓層的像元個數；4.根據步驟3中每個樓層的像元個數和步驟I中確定的高程模型中每個像元所代表的實地面積計算出每個樓層的房屋建築面積。更進一歩地，上述步驟I中獲取被測區域的原始數據具體為利用雷射雷達攝影測量方法獲取被測區域的原始數據。更進一歩地，上述步驟I中獲取被測區域的原始數據具體為利用無人機攝影測量方法獲取被測區域的原始數據。更進一歩地，上述步驟2中在不同高程處統計像元的個數具體為將數字高程模型DEM導入到ARCGIS中，通過迭代的方法，在不同的高程處計算出像元的個數。
更進一歩地，上述步驟I中獲取被測區域的原始數據具體為利用雷射器獲取單個房屋的三維空間點陣數據，同時獲取控制標靶中心，得到一幅點雲圖，利用雷射器進行坐標匹配，將不同房屋的不同點雲圖拼合在同一坐標系下。本發明還公開了ー種多樓層房屋建築面積提取系統，具體包括模型建立模塊、變化圖獲取模塊、樓層劃分模塊、計算模塊；
所述模型建立模塊用於獲取被測區域的原始數據，根據原始數據建立被測區域的數字高程模型DEM，並對數字高程模型DEM進行精度確定，確定高程模型中每個像元所代表的實地面積；
所述變化圖獲取模塊用於在不同高程處統計像元的個數，獲得隨高程變化像元個數變化的 所述樓層劃分模塊用於找到隨高程變化像元個數變化的圖中各個高程像元個數變化率最低的高程作為劃分樓層的閾值，將數字高程模型DEM劃分成不同樓層的高程段，並計算出每個樓層的像元個數；
所述計算模塊用於根據每個樓層的像元個數和高程模型中每個像元所代表的實地面積計算出每個樓層的房屋建築面積。更進一歩地，上述獲取被測區域的原始數據具體為利用雷射雷達攝影測量方法獲取被測區域的原始數據。更進一歩地，上述獲取被測區域的原始數據具體為利用無人機攝影測量方法獲取被測區域的原始數據。更進一歩地，上述在不同高程處統計像元的個數具體為將數字高程模型DEM導入到ARCGIS中，通過迭代的方法，在不同的高程處計算出像元的個數。更進一歩地，上述獲取被測區域的原始數據具體為利用雷射器獲取單個房屋的三維空間點陣數據，同時獲取控制標靶中心，得到一幅點雲圖，利用雷射器進行坐標匹配，將不同房屋的不同點雲圖拼合在同一坐標系下。採用上述技術方案後，本發明的有益效果是通過獲取被測區域的原始數據，井根據原始數據建立數字高程模型，再通過對數字高程模型的一系列處理，快速得到被測區域內每個樓層的房屋的建築面積，為後續一系列的研究和決策提供數據支持。採用上述方法或者系統替代現有技術中人工實地測量的方式，降低了工作強度，提高了房屋建築面積的提取效率，同時也使得提取結果的準確性得到了保障。
圖1為本發明的多樓層房屋建築面積提取方法的流程圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進ー步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。本發明公開了ー種多樓層房屋建築面積提取方法，其具體包含以下步驟1.獲取被測區域的原始數據，根據原始數據建立被測區域的數字高程模型DEM，並對數字高程模型DEM進行精度確定，確定高程模型中每個像元所代表的實地面積；2.在不同高程處統計像元的個數，獲得隨高程變化像元個數變化的圖；3.找到步驟2中隨高程變化像元個數變化的圖中各個高程像元個數變化率最低的高程作為劃分樓層的閾值，將數字高程模型DEM劃分成不同樓層的高程段，並計算出每個樓層的像元個數；4.根據步驟3中每個樓層的像元個數和步驟I中確定的高程模型中每個像元所代表的實地面積計算出每個樓層的房屋建築面積。通過獲取被測區域的原始數據，井根據原始數據建立數字高程模型，再通過對數字高程模型的一系列處理，快速得到被測區域內每個樓層的房屋的建築面積，為後續一系列的研究和決策提供數據支持。更進一歩地，上述步驟I中獲取被測區域的原始數據具體為利用雷射雷達攝影測量方法獲取被測區域的原始數據。上述方法使得不需要再派人到現場進行實地的量測，效率較高。同時需要的基礎材料只涉及到雷射雷達攝影測量，花費較少，成本較低。更進一歩地，上述步驟I中獲取被測區域的原始數據具體為利用無人機攝影測量方法獲取被測區域的原始數據。上述方法使得不需要再派人到現場進行實地的量測，效率較高。同時需要的基礎材料只涉及到無人機攝影測量，花費較少，成本較低。更進一歩地，上述步驟2中在不同高程處統計像元的個數具體為將數字高程模型DEM導入到ARCGIS中，通過迭代的方法，在不同的高程處計算出像元的個數。ARCGIS具備了 3D建模、編輯和分析能力，將獲取到的數字高程模型直接導入到ARCGIS軟體中，直接通過迭代的方法計算出在不同高程處的像元個數，簡化了計算過程，使得更加快速地得到多樓層房屋的建築面積。更進一歩地，上述步驟I中獲取被測區域的原始數據具體為利用雷射器獲取單個房屋的三維空間點陣數據，同時獲取控制標靶中心，得到一幅點雲圖，利用雷射器進行坐標匹配，將不同房屋的不同點雲圖拼合在同一坐標系下。採用上述方法使得只需要雷射器就可以實現高程房屋建築面積的快速提取，進ー步降低了測量成本。更進一歩地，上述多樓層房屋建築面積提取方法還包括對原始數據進行濾波，所述濾波過程包括(I)預處理，(2)矢量化，(3)噪聲去除，(4)邊緣簡化，使用濾波後的數據建立數字高程模型DEM。上述三種方法獲取到的原始數據都存在一定的噪聲，比如雷射器獲取數據的基本原理是發射一束雷射脈衝到房屋表面，並接收房屋表面後向散射的雷射信號，通過測量雷射往返延遲時間來計算被測位置到房屋表面的距離。但不管是用雷射器檢測還是採用上述攝影方式取得原始數據，這個原始數據都存在一定的誤差，所以採用對原始數據進行濾波的方式來去除噪聲，提高了結果的精度。本發明中採用預處理、矢量化、噪聲去除和邊緣簡化的方式為房屋的原始數據進行了處理，提高了測量結果的準確性。如圖1所示的本發明的的多樓層房屋建築面積提取方法的方法流程圖。首先獲取區域內的航空影像或雷達雷射影像，然後研究區域內的數字高程模型DEM，並通過ARCGIS軟體得到區域內高程變化像元個數變化圖，再劃分樓層的高程閾值，最後統計得到各層的建築面積。本發明還公開了ー種多樓層房屋建築面積提取系統，具體包括模型建立模塊、變化圖獲取模塊、樓層劃分模塊、計算模塊；
所述模型建立模塊用於獲取被測區域的原始數據，根據原始數據建立被測區域的數字高程模型DEM，並對數字高程模型DEM進行精度確定，確定高程模型中每個像元所代表的實地面積；
所述變化圖獲取模塊用於在不同高程處統計像元的個數，獲得隨高程變化像元個數變化的 所述樓層劃分模塊用於找到隨高程變化像元個數變化的圖中各個高程像元個數變化率最低的高程作為劃分樓層的閾值，將數字高程模型DEM劃分成不同樓層的高程段，並計算出每個樓層的像元個數；
所述計算模塊用於根據每個樓層的像元個數和高程模型中每個像元所代表的實地面積計算出每個樓層的房屋建築面積。通過採用上述系統，獲取被測區域的原始數據，並根據原始數據建立數字高程模型，在通過對數字高程模型的一系列處理，快速得到被測區域內每個樓層的房屋的建築面積，為後續一系列的研究和決策提供數據支持。更進一歩地，上述獲取被測區域的原始數據具體為利用雷射雷達攝影測量方法獲取被測區域的原始數據。上述系統使得不需要再派人到現場進行實地的量測，效率較高。同時需要的基礎材料只涉及到雷射雷達攝影測量，花費較少，成本較低。更進一歩地，上述獲取被測區域的原始數據具體為利用無人機攝影測量方法獲取被測區域的原始數據。上述系統使得不需要再派人到現場進行實地的量測，效率較高。同時需要的基礎材料只涉及到無人機攝影測量，花費較少，成本較低。更進一歩地，上述在不同高程處統計像元的個數具體為將數字高程模型DEM導入到ARCGIS中，通過迭代的方法，在不同的高程處計算出像元的個數。ARCGIS具備了 3D建模、編輯和分析能力，將獲取到的數字高程模型直接導入到ARCGIS軟體中，直接通過迭代的方法計算出在不同高程處的像元個數，簡化了計算過程，使得更加快速地得到多樓層房屋的建築面積。更進一歩地，上述獲取被測區域的原始數據具體為利用雷射器獲取單個房屋的三維空間點陣數據，同時獲取控制標靶中心，得到一幅點雲圖，利用雷射器進行坐標匹配，將不同房屋的不同點雲圖拼合在同一坐標系下。採用上述系統使得需要雷射器就可以實現高程房屋建築面積的快速提取，進一歩降低了成本。更進一歩地，上述多樓層房屋建築面積提取系統還包括濾波模塊，所述濾波模塊用於對原始數據進行濾波，所述濾波模塊包括預處理模塊、矢量化模塊、噪聲去除模塊、邊緣簡化模塊，所述預處理模塊、矢量化模塊、噪聲去除模塊、邊緣簡化模塊依序連接，分別進行預處理、矢量化、噪聲去除、邊緣簡化四種處理，處理後的數據建立數字高程模型DEM。採用濾波模塊對原始數據進行濾波來去除噪聲，提高了結果的精度。本發明中採用預處理、矢量化、噪聲去除和邊緣簡化的濾波模塊將房屋的原始數據進行了處理，提高了測量結果的準確性。上述說明示出並描述了本發明的ー個優選實施例，但如前所述，應當理解本發明並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述發明構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍，則都應在本發明所附權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種多樓層房屋建築面積提取方法，其具體包含以下步驟1.獲取被測區域的原始數據，根據原始數據建立被測區域的數字高程模型DEM，並對數字高程模型DEM進行精度確定，確定高程模型中每個像元所代表的實地面積；2.在不同高程處統計像元的個數，獲得隨高程變化像元個數變化的圖；3.找到步驟2中隨高程變化像元個數變化的圖中各個高程像元個數變化率最低的高程作為劃分樓層的閾值，將數字高程模型DEM劃分成不同樓層的高程段，並計算出每個樓層的像元個數；4.根據步驟3中每個樓層的像元個數和步驟I中確定的高程模型中每個像元所代表的實地面積計算出每個樓層的房屋建築面積。
2.如權利要求1所述的多樓層房屋建築面積提取方法，其特徵在於所述步驟I中獲取被測區域的原始數據具體為利用雷射雷達攝影測量方法獲取被測區域的原始數據。
3.如權利要求1所述的多樓層房屋建築面積提取方法，其特徵在於所述步驟I中獲取被測區域的原始數據具體為利用無人機攝影測量方法獲取被測區域的原始數據。
4.如權利要求1所述的多樓層房屋建築面積提取方法，其特徵在於所述步驟2中在不同高程處統計像元的個數具體為將數字高程模型DEM導入到ARCGIS中，通過迭代的方法，在不同的高程處計算出像元的個數。
5.如權利要求1所述的多樓層房屋建築面積提取方法，其特徵在於所述步驟I中獲取被測區域的原始數據具體為利用雷射器獲取單個房屋的三維空間點陣數據，同時獲取控制標靶中心，得到一幅點雲圖，利用雷射器進行坐標匹配，將不同房屋的不同點雲圖拼合在同一坐標系下。
6.一種多樓層房屋建築面積提取系統，其特徵在於具體包括模型建立模塊、變化圖獲取模塊、樓層劃分模塊、計算模塊； 所述模型建立模塊用於獲取被測區域的原始數據，根據原始數據建立被測區域的數字高程模型DEM，並對數字高程模型DEM進行精度確定，確定高程模型中每個像元所代表的實地面積； 所述變化圖獲取模塊用於在不同高程處統計像元的個數，獲得隨高程變化像元個數變化的圖； 所述樓層劃分模塊用於找到隨高程變化像元個數變化的圖中各個高程像元個數變化率最低的高程作為劃分樓層的閾值，將數字高程模型DEM劃分成不同樓層的高程段，並計算出每個樓層的像元個數； 所述計算模塊用於根據每個樓層的像元個數和高程模型中每個像元所代表的實地面積計算出每個樓層的房屋建築面積。
7.如權利要求6所述的多樓層房屋建築面積提取系統，其特徵在於所述獲取被測區域的原始數據具體為利用雷射雷達攝影測量方法獲取被測區域的原始數據。
8.如權利要求6所述的多樓層房屋建築面積提取系統，其特徵在於所述獲取被測區域的原始數據具體為利用無人機攝影測量方法獲取被測區域的原始數據。
9.如權利要求6所述的多樓層房屋建築面積提取系統，其特徵在於所述在不同高程處統計像元的個數具體為將數字高程模型DEM導入到ARCGIS中，通過迭代的方法，在不同的高程處計算出像元的個數。
10.如權利要求6所述的多樓層房屋建築面積提取系統，其特徵在於所述獲取被測區域的原始數據具體為利用雷射器獲取單個房屋的三維空間點陣數據，同時獲取控制標靶中心，得到一幅點雲圖，利用雷射器進行坐標匹配，將不同房屋的不同點雲圖拼合在同一坐標 系下。
全文摘要
本發明涉及測量技術領域，本發明公開了一種多樓層房屋建築面積提取方法，其具體包含以下步驟1.獲取被測區域的原始數據，確定高程模型中每個像元所代表的實地面積；2．在不同高程處統計像元的個數，獲得隨高程變化像元個數變化的圖；3．找到圖中各個高程像元個數變化率最低的高程作為劃分樓層的閾值，將數字高程模型DEM劃分成不同樓層的高程段，並計算出每個樓層的像元個數；4．根據像元個數和每個像元所代表的實地面積計算出每個樓層的房屋建築面積。本發明還公開了一種多樓層房屋建築面積提取系統。通過獲取被測區域的原始數據，並根據原始數據建立數字高程模型，再通過對數字高程模型的一系列處理，快速得到被測區域內每個樓層的房屋的建築面積。
文檔編號G01B11/00GK103017655SQ201210503110
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者劉慶國 申請人:劉慶國