基于无人机摄影测量的快速精细化三维数值模型建模方法、系统、设备及存储介质

本发明属于滑坡（边坡）的三维数值模型建模，尤其涉及一种基于无人机摄影测量的快速精细化三维数值模型建模方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、滑坡（边坡）的三维数值模型构建一直以来是进行滑坡（边坡）数值模拟面临的难题，目前岩土工程领域使用较为广泛的三维数值模拟软件，包括美国itasca consultinggroup的连续介质力学软件flac3d、离散介质力学软件3dec等，它们普遍存在前期建模能力较弱、灵活性差的问题，较难构建有着复杂地形的三维数值模型。

2、滑坡（边坡）地形一般较为复杂，三维地形的建模一般在无人机摄影测量建立的点云或dsm基础上，从dsm中提取密度适宜的点云，或者对密集的原始点云数据进行抽稀，在此基础上生成合适的等高线或者直接用经处理后的点云在三维建模软件中进行地形曲面拟合，最终建立三维地形，该基于无人机摄影测量的三维地形建模多为间接处理方式，过程繁琐且处理速度相对较慢，此外，在对dsm中提取点云、通过dsm生成等高线、对密集的原始点云数据进行抽稀的过程中，无法直观、准确地获知处理后的数据精度，也无法确认能提取到或者保留了特征数据，最终较难得到期望的精细化三维数值模型。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提供基于无人机摄影测量的快速精细化三维数值模型建模方法、系统、设备及存储介质，以解决现有的滑坡（边坡）的三维数值模型构建速度慢，且最终较难得到期望的精细化三维数值模型的问题。

2、本申请实施例是这样实现的，基于无人机摄影测量的快速精细化三维数值模型建模方法，包括：

3、将原生的实景三维模型导入rhinoceros中，获得第一原生的三维网格；

4、将第一原生的三维网格进行裁剪，获得斜坡范围的三维网格a；

5、再次将原生的实景三维模型导入rhinoceros中，获得第二原生的三维网格，对第二原生的三维网格进行缩减和四边形重建，获得地形表面的三维网格b；

6、打开网格a和网格b，使网格b全部位于网格a之下；

7、框选网格a和网格b的范围，布帘生成曲面；

8、将曲面转网格，获得最终的三维地形即网格c；

9、在网格c的基础上，构建三维模型的斜坡表面、斜坡底面、斜坡周边的地形表面、地层分界面以及底座，并组合在一起，获得具有水密性的三维模型；

10、对三维模型进行网格划分，获得三维数值模型。

11、可选地，在本申请的一些实施例中，原生的实景三维模型的格式为.obj；和/或

12、所述斜坡包括滑坡或边坡。

13、可选地，在本申请的一些实施例中，原生的实景三维模型通过无人机的摄影测量，后经三维实景建模软件进行三维重建获得，三维实景建模软件包括大疆智图、contextcapture、pix4d中的一种或多种。

14、可选地，在本申请的一些实施例中，根据野外调查所获得的斜坡范围，在autocad或arcgis软件中勾画出斜坡范围，存为.dxf格式后导入rhinoceros，裁剪出斜坡范围的三维网格a。

15、可选地，在本申请的一些实施例中，将曲面转网格，根据野外调查获得拟建模型的范围，对拟建模型的范围裁剪，获得最终的三维地形即网格c。

16、可选地，在本申请的一些实施例中，获得具有水密性的三维模型的方法包括：

17、在网格c的基础上，构建三维模型的斜坡表面和斜坡底面；

18、构建三维模型中斜坡周边的地形表面；

19、构建三维模型范围内的地层分界面；

20、构建三维模型的底座；

21、将在网格c的基础上，构建三维模型的斜坡表面、斜坡底面、斜坡周边的地形表面、地层分界面以及底座组合在一起，获得具有水密性的三维模型。

22、可选地，在本申请的一些实施例中，在rhinoceros中采用griddle插件对三维模型进行网格划分，获得三维数值模型。

23、相应的，本申请实施例还提供基于无人机摄影测量的快速精细化三维数值模型建模系统，包括：

24、导入模块，用于将原生的实景三维模型导入rhinoceros中，获得第一原生的三维网格；

25、裁剪模块，用于将第一原生的三维网格进行裁剪，获得斜坡范围的三维网格a；

26、缩减和四边形重建模块，用于再次将原生的实景三维模型导入rhinoceros中，获得第二原生的三维网格，对第二原生的三维网格进行缩减和四边形重建，获得地形表面的三维网格b；

27、叠合模块，打开网格a和网格b，使网格b全部位于网格a之下；

28、布帘生成曲面模块，框选网格a和网格b的范围，布帘生成曲面；

29、曲面转网格模块，用于将曲面转网格，获得最终的三维地形即网格c；

30、构建具有水密性的三维模型模块，在网格c的基础上，构建三维模型的斜坡表面、斜坡底面、斜坡周边的地形表面、地层分界面以及底座，并组合在一起，获得具有水密性的三维模型；

31、网格划分模块，用于对三维模型进行网格划分，获得三维数值模型。

32、相应的，本申请实施例还提供计算机设备，包括储存器和处理器，所述储存器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述方法的步骤。

33、相应的，本申请实施例还提供计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述方法的步骤。

34、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

35、本申请的建模方法可针对不同区域进行精度差异化建模，提高重点计算区域精度，降低其余区域的精度；将其转化成三维数值模型后，达到优化三维数值模型网格数量、降低模型整体计算量的目的；快速建立的精细化三维数值模型，提高了数值模拟精度，为三维数值模拟分析以及相关人员的研究和决策，提供了有效的支撑。

1.基于无人机摄影测量的快速精细化三维数值模型建模方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于无人机摄影测量的快速精细化三维数值模型建模方法，其特征在于，原生的实景三维模型的格式为.obj；和/或

3.根据权利要求1所述的基于无人机摄影测量的快速精细化三维数值模型建模方法，其特征在于，原生的实景三维模型通过无人机的摄影测量，后经三维实景建模软件进行三维重建获得，三维实景建模软件包括大疆智图、context capture、pix4d中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的基于无人机摄影测量的快速精细化三维数值模型建模方法，其特征在于，根据野外调查所获得的斜坡范围，在autocad或arcgis软件中勾画出斜坡范围，存为.dxf格式后导入rhinoceros，裁剪出斜坡范围的三维网格a。

5.根据权利要求1所述的基于无人机摄影测量的快速精细化三维数值模型建模方法，其特征在于，将曲面转网格，根据野外调查获得拟建模型的范围，对拟建模型的范围裁剪，获得最终的三维地形即网格c。

6.根据权利要求1所述的基于无人机摄影测量的快速精细化三维数值模型建模方法，其特征在于，在rhinoceros中采用griddle插件对三维模型进行网格划分，获得三维数值模型。

7.基于无人机摄影测量的快速精细化三维数值模型建模系统，其特征在于，包括：

8.计算机设备，其特征在于，包括储存器和处理器，所述储存器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。

9.计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-6任一项所述方法的步骤。