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機(jī)載LiDAR與航空影像聯(lián)合城市三維建模系統(tǒng)（LiDARPro）主要以機(jī)載LiDAR點(diǎn)云及多視航空影像作為輸入數(shù)據(jù)，通過點(diǎn)云語義分割、點(diǎn)云影像配準(zhǔn)、實(shí)景三維模型重建、建筑物單體結(jié)構(gòu)化模型重建、人機(jī)交互等功能模塊，實(shí)現(xiàn)高效率、（半）自動的城市實(shí)體三維模型重建，具備全自動大測區(qū)城市建模、半自動城市高精度精細(xì)實(shí)體模型重建等多種解決方案，致力于提高智慧城市建設(shè)的自動化程度，推進(jìn)實(shí)景三維中國建設(shè)進(jìn)程。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 創(chuàng)新性： 機(jī)載LiDAR與航空影像聯(lián)合城市三維建模系統(tǒng)（LiDARPro）主要以機(jī)載LiDAR點(diǎn)云及多視航空影像作為輸入數(shù)據(jù)，通過點(diǎn)云語義分割、點(diǎn)云影像配準(zhǔn)、實(shí)景三維模型重建、建筑物單體結(jié)構(gòu)化模型重建、人機(jī)交互等功能模塊，實(shí)現(xiàn)高效率、（半）自動的城市實(shí)體三維模型重建，具備全自動大測區(qū)城市建模、半自動城市高精度精細(xì)實(shí)體模型重建等多種解決方案，致力于提高智慧城市建設(shè)的自動化程度，推進(jìn)實(shí)景三維中國建設(shè)進(jìn)程。系統(tǒng)主要由兩部分功能模塊組成：自動化模型重建模塊及三維可視化交互管理系統(tǒng)模塊。其中自動建模模塊由點(diǎn)云影像自動配準(zhǔn)、實(shí)景三維模型重建、點(diǎn)云濾波、點(diǎn)云分類、建筑物單體化分割、建筑物結(jié)構(gòu)化模型重建等軟件子模塊構(gòu)成。系統(tǒng)支持DEM、DOM、實(shí)景三維模型、建筑物L(fēng)oD1至LoD3模型等多種產(chǎn)品生產(chǎn)；支持多核、多CPU、多GPU架構(gòu)的任務(wù)并行化管理，支持搭建點(diǎn)云、影像、模型數(shù)據(jù)庫，支持人機(jī)交互進(jìn)行語義分割、模型編輯、紋理編輯等功能。 軟件解決的關(guān)鍵問題： LiDAR點(diǎn)云與傾斜影像異源異構(gòu)數(shù)據(jù)配準(zhǔn)問題，點(diǎn)云影像數(shù)據(jù)難以聯(lián)合應(yīng)用； 單一數(shù)據(jù)源三維信息與紋理信息不全，高質(zhì)量模型結(jié)果依賴高精度數(shù)據(jù)輸入，導(dǎo)致數(shù)據(jù)獲取成本昂貴、效率較低； 城市級實(shí)景三維模型重建自動化程度低，低精度自動結(jié)構(gòu)化模型成果難復(fù)用，而手動模型繪制難度高、工藝繁瑣； 實(shí)景三維數(shù)據(jù)制作單位高度依賴國外軟件，國產(chǎn)化難。 先進(jìn)性： 當(dāng)前，國內(nèi)90%以上地形級實(shí)景三維數(shù)據(jù)制作測繪單位都基于國外軟件進(jìn)行三維重建，而城市級實(shí)景三維模型則重度依賴全人工手動勾繪且需調(diào)用國外專業(yè)三維建模軟件，模型重建學(xué)習(xí)成本極高、軟件針對性不強(qiáng)而效率低下。 機(jī)載LiDAR與航空影像聯(lián)合城市三維建模系統(tǒng)軟件系統(tǒng)以高精度、高效率、高自動化程度城市級實(shí)景三維模型重建為首要目標(biāo)。軟件系統(tǒng)具備高精度點(diǎn)云影像配準(zhǔn)模塊提供異源數(shù)據(jù)聯(lián)合應(yīng)用基礎(chǔ)；采用LiDAR點(diǎn)云約束的多視影像密集匹配策略實(shí)現(xiàn)高精度、全覆蓋三維數(shù)據(jù)輸入以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量實(shí)景三維模型重建；采取地面點(diǎn)濾波、非地面點(diǎn)地物分類、目標(biāo)地物單體實(shí)例分割遞進(jìn)式流程得到建筑物等地物單體化三維數(shù)據(jù)；優(yōu)化自動結(jié)構(gòu)化模型重建與人工干預(yù)的結(jié)構(gòu)化建模流程，無需額外依賴專業(yè)建模軟件；提供針對建筑物結(jié)構(gòu)化建模的模型編輯、紋理編輯模塊，不達(dá)標(biāo)的自動模型可復(fù)用，三維點(diǎn)云端、二維影像端可獨(dú)立或聯(lián)合編輯，具備交互友好的參照式、勾繪式、半自動編輯模式。 獨(dú)占性： 系統(tǒng)主要搭建兩條生產(chǎn)路線，以適應(yīng)不同地域模型精度要求差異、不同應(yīng)用時(shí)間響應(yīng)要求。其一是以LiDAR點(diǎn)云為主的快速建筑物結(jié)構(gòu)化模型重建，經(jīng)過點(diǎn)云分類、建筑物實(shí)例分割、結(jié)構(gòu)化模型重建等步驟構(gòu)建人工地物結(jié)構(gòu)化模型，并利用配準(zhǔn)后多視影像對模型紋理映射，此生產(chǎn)線主要產(chǎn)品包括DOM、DEM、 LoD2為主的建筑物結(jié)構(gòu)化模型、典型地物真實(shí)色彩點(diǎn)云等輕量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；其二是在LiDAR點(diǎn)云約束下生成高精度密集匹配點(diǎn)云構(gòu)造高質(zhì)量實(shí)景三維模型，并在此基礎(chǔ)上提取建筑物單體三角網(wǎng)數(shù)據(jù)，經(jīng)過模型簡化抽象得到建筑物L(fēng)oD3模型，此生產(chǎn)線主要產(chǎn)品包括實(shí)景三維模型、建筑物L(fēng)oD3模型等城市級實(shí)景三維數(shù)據(jù)要素。 此外，軟件系統(tǒng)支持在Windows (Win7/10)、Ubuntu (16.04/18.04/ 20.04)、國產(chǎn)麒麟(V4/V10)等多操作系統(tǒng)中運(yùn)行，已階段性實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。

本發(fā)明涉及城市設(shè)計(jì)規(guī)劃，提供在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中識別城市風(fēng)貌要素，通過建立城市在地建筑風(fēng)貌案例庫、理論分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)公式分析、實(shí)際校正等手段，精準(zhǔn)識別城市風(fēng)貌要素的權(quán)重關(guān)系。 一、項(xiàng)目分類 顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、成果簡介 本發(fā)明涉及城市設(shè)計(jì)規(guī)劃，提供在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中識別城市風(fēng)貌要素，通過建立城市在地建筑風(fēng)貌案例庫、理論分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)公式分析、實(shí)際校正等手段，精準(zhǔn)識別城市風(fēng)貌要素的權(quán)重關(guān)系。依靠要素分類簇群的數(shù)值為基準(zhǔn)，動態(tài)平衡城市風(fēng)貌控制區(qū)內(nèi)的各類風(fēng)貌要素的控制比例，科學(xué)系統(tǒng)地指導(dǎo)城市風(fēng)貌規(guī)劃設(shè)計(jì)和保護(hù)的一種基于VR結(jié)合眼動跟蹤的城市風(fēng)貌特征識別的方法。 在當(dāng)前大力宣揚(yáng)城市特色文化的背景下，為了突出地域風(fēng)貌特色，許多城市常將具有一定城市地域文化代表性的舊城或歷史街區(qū)進(jìn)行整治和修復(fù)，城市風(fēng)貌識別是開展城市風(fēng)貌保護(hù)及塑造工作的重要基礎(chǔ)。這是利用數(shù)字技術(shù)來感知、認(rèn)知城市，進(jìn)而科學(xué)精細(xì)化挖掘和智慧化發(fā)展城市風(fēng)貌的新方法，該技術(shù)用于城市風(fēng)貌特征要素分區(qū)和精細(xì)化識別、監(jiān)控和提升，為城市風(fēng)貌規(guī)劃管理提供科學(xué)系統(tǒng)的指導(dǎo)建議。

熒光探針具有靈敏度高、取樣小、成本低、重現(xiàn)性好、易于操作等特點(diǎn)，研發(fā)了針對溶液中 Ag+, F-，Hg2+等離子及 N2H4，H2S 等小分子檢測的熒光探針，檢測限低，檢測快速，選擇性好，部分探針可實(shí)現(xiàn)試紙化檢測。

雙酚類化合物被工業(yè)界認(rèn)為是安全的雙酚A替代物而被廣泛應(yīng)用，然而，團(tuán)隊(duì)成果系統(tǒng)說明了環(huán)境水平的雙酚S和雙酚F具有和雙酚A類似和相當(dāng)水平的毒性效應(yīng)，能夠誘導(dǎo)活性氧生成，造成氧化壓迫，釋放炎癥因子，進(jìn)而抑制巨噬細(xì)胞的吞噬活性，干擾體內(nèi)免疫系統(tǒng)平衡。相關(guān)成果對于保障生態(tài)系統(tǒng)安全具有重要意義

提出了多源異構(gòu)交通大數(shù)據(jù)分析融合技術(shù)、城市廣域交 通AI 信號控制技術(shù)、城市廣域交通AI 協(xié)同管理技術(shù)和究城 市廣域交通運(yùn)行及管控評價(jià)技術(shù)。通過對關(guān)鍵技術(shù)突破及現(xiàn) 有技術(shù)集成應(yīng)用，形成能夠解決我國城市廣域交通管控突出 問題的成套技術(shù)及解決方案。

城市三維空間管理是城市特色與形象塑造的重要手段，是城市建設(shè)管理的重要任務(wù)，依托數(shù)字化管理平臺，提升管理的科學(xué)理性、效率、效果以及智能化水平。以威海三維空間智能管理數(shù)字化平臺實(shí)踐項(xiàng)目為依托，融合團(tuán)隊(duì)目前所擁有的近50項(xiàng)相關(guān)專利技術(shù)，展開了基于多源大數(shù)據(jù)的萬維沙盤建構(gòu)、三維空間管控要素的譜系化建構(gòu)、三維空間管控引導(dǎo)的智能規(guī)則、人機(jī)交互機(jī)制下的智能管理應(yīng)用場景等相關(guān)研究，完成智能管理數(shù)字化平臺的建設(shè)，并投入到日常的城市建設(shè)管理之中，大幅度提升了管理工作的科學(xué)性與工作效率，取得了良好的實(shí)踐效果。

成果介紹本發(fā)明公開了一種城市天際輪廓線立面正射影像圖的快速獲取和測量方法，包括以下步驟：利用攜帶坐標(biāo)獲取裝置的照相機(jī)逐段拍攝城市天際輪廓線立面的局部影像，并記錄每個拍攝時(shí)刻照相機(jī)的坐標(biāo)方位和鏡頭朝向；獲取每個拍攝點(diǎn)與所拍攝對象之間的水平距離；建立拍攝點(diǎn)與拍攝圖像的幾何映射關(guān)系，生成城市天際輪廓線立面的正射影像圖；綜合城市天際輪廓線立面與其正射影像圖的幾何比例，輸出城市天際輪廓線立面正射影像圖的測量數(shù)據(jù)。本發(fā)明縮小了常規(guī)技術(shù)帶來的圖像畸變誤差，提高了測量精度。本發(fā)明的目的是提供一種 城市天際輪廓線立面正射影像圖的快速獲取和測量方法，縮小了常規(guī)技術(shù)帶來的 圖像畸變誤差，提高了測量精度。技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種城市天際輪 廓線立面正射影像圖的快速獲取和測量方法，包括以下步驟：1）利用攜帶坐標(biāo)獲取裝置的照相機(jī)逐段拍攝城市天際輪廓線立面的局部影 像，并記錄每個拍攝時(shí)刻照相機(jī)的坐標(biāo)方位和鏡頭朝向；2）獲取每個拍攝點(diǎn)與所拍攝對象之間的水平距離；3）建立拍攝點(diǎn)與拍攝圖像的幾何映射關(guān)系，生成城市天際輪廓線立面的正 射影像圖；4）綜合城市天際輪廓線立面與其正射影像圖的幾何比例，輸出城市天際輪 廓線立面正射影像圖的測量數(shù)據(jù)。技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及參數(shù)1.1）利用攜帶坐標(biāo)獲取裝置的照相機(jī)(800萬以上像素)逐段拍攝城市天際輪 廓線立面的局部影像，所述影像中城市天際輪廓線位于圖幅中心；1.2）通過攜帶坐標(biāo)獲取裝置的照相機(jī)(800萬以上像素)，在每一次拍攝局部 影像時(shí)，記錄拍攝時(shí)相機(jī)坐標(biāo)方位的經(jīng)度、緯度以及鏡頭朝向。進(jìn)一步的，所述步驟2）包括：2.1）分別獲取步驟1）各局部影像所拍攝對象上左右兩端點(diǎn)A1和A2的經(jīng)緯 度坐標(biāo)，以及兩點(diǎn)之間的距離K；2.2）由拍攝點(diǎn)向步驟2.1）中的兩點(diǎn)連線做垂線，垂線與所述兩點(diǎn)連線有一 交點(diǎn)，記錄拍攝點(diǎn)至所述交點(diǎn)的距離，該距離為拍攝點(diǎn)與所拍攝對象之間的水平 距離S。進(jìn)一步的，所述步驟3）包括：3.1）任選城市天際輪廓線立面的某一局部影像為標(biāo)準(zhǔn)，其拍攝點(diǎn)至所拍攝 對象之間的水平距離為S0，所拍攝局部影像所拍攝對象上左右兩端點(diǎn)之間的距離 K0，拍攝得到局部影像的寬度為A0；3.2）以所選局部影像為標(biāo)準(zhǔn)，對其他局部影像的邊長進(jìn)行縮放調(diào)整，，公式 為：A i = S i S 0 A 0式中，Si為局部影像i其拍攝點(diǎn)至所拍攝對象之間的水平距離（參考步驟 2.2）的方法獲得）,Ai為該局部影像縮放后的影像寬度。3.3）將經(jīng)過縮放調(diào)整的局部影像依照圖像序列進(jìn)行拼接，得到完整的城市 天際輪廓線立面正射影像圖。進(jìn)一步的，所述步驟4）包括：4.1）于步驟3.3）拼合得到的城市天際輪廓線立面正射影像圖上進(jìn)行測量， 天際輪廓線的圖面高度為H0，圖面長度為L0；4.2）計(jì)算城市天際輪廓線的實(shí)際高度H，公式為：H = K 0 A 0 H 04.3）計(jì)算城市天際輪廓線的實(shí)際長度L，公式為：L = K 0 A 0 L 0式中，K0即為步驟3.1）所選局部影像的拍攝對象左右端點(diǎn)的實(shí)際距離（參 考步驟2.1）的方法獲得）。4.4）輸出城市天際輪廓線的實(shí)際高度H和實(shí)際長度L。市場前景城市天際輪廓線，亦稱城市天際線，是由城市中的高層建筑構(gòu)成的整體形象， 或由高層建筑群構(gòu)成的局部形象。城市天際輪廓線直接取決于城市用地建設(shè)的發(fā) 展布局，又是城市規(guī)劃建設(shè)成果的直觀反映，因此，城市天際輪廓線是城市規(guī)劃 建設(shè)部門進(jìn)行城市建設(shè)和調(diào)整的重要內(nèi)容。獲得現(xiàn)狀的城市天際輪廓線的立面正射影像圖是城市規(guī)劃建設(shè)部門進(jìn)行天 際線建設(shè)和空間調(diào)整的首要和重要技術(shù)環(huán)節(jié)。但是，構(gòu)成城市天際輪廓線的城市 建筑群的分布往往呈曲線形態(tài)蜿蜒綿延，實(shí)際長度往往長達(dá)數(shù)公里以上，甚至超 過5公里，在采用定點(diǎn)單張拍攝的方式時(shí)，同樣出現(xiàn)在影像上的被攝物體其實(shí)際 距拍攝點(diǎn)的距離往往相差很大，造成定點(diǎn)單張拍攝的城市天際輪廓線圖像存在很 大的透視變形，當(dāng)采用同樣方法進(jìn)行測算時(shí)，圖像兩端的建筑會比圖像正中的建 筑尺度偏小，造成城市天際輪廓線的高度、長度等數(shù)據(jù)的測算誤差，這種因透視 造成的測算誤差，雖然可以通過攝像器材進(jìn)行校正，但仍舊無法完全消除。這使 城市規(guī)劃建設(shè)部門在城市天際線建設(shè)和空間引導(dǎo)建設(shè)中，缺乏準(zhǔn)確有效的圖像信息和測量數(shù)據(jù)。1.減少傳統(tǒng)技術(shù)做法的圖像誤差：本發(fā)明針對了傳統(tǒng)城市天際輪 廓線立面影像圖獲取方法應(yīng)透視帶來的圖像畸變和數(shù)據(jù)測量誤差，提出一種利用 多點(diǎn)拍攝并自動校正拼合的獲取方式，輸出城市天際輪廓線立面的正射影像圖， 基本消除了透視帶來的圖像誤差。2.自動輸出測算數(shù)據(jù)，節(jié)省工期：通過附加坐標(biāo)獲取裝置的攝像器材，將圖 像和坐標(biāo)同步輸入，可以自動進(jìn)行空間解算，輸出天際輪廓線立面正射影像圖和 測算數(shù)據(jù)，交互方式簡便，提高工作效率，節(jié)省工作時(shí)間。

成果介紹城市三維空間管理是城市特色與形象塑造的重要手段，是城市建設(shè)管理的重要任務(wù)，依托數(shù)字化管理平臺，提升管理的科學(xué)理性、效率、效果以及智能化水平。以威海三維空間智能管理數(shù)字化平臺實(shí)踐項(xiàng)目為依托，融合團(tuán)隊(duì)目前所擁有的近50項(xiàng)相關(guān)專利技術(shù)，展開了基于多源大數(shù)據(jù)的萬維沙盤建構(gòu)、三維空間管控要素的譜系化建構(gòu)、三維空間管控引導(dǎo)的智能規(guī)則、人機(jī)交互機(jī)制下的智能管理應(yīng)用場景等相關(guān)研究，完成智能管理數(shù)字化平臺的建設(shè)，并投入到日常的城市建設(shè)管理之中，大幅度提升了管理工作的科學(xué)性與工作效率，取得了良好的實(shí)踐效果。技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及參數(shù)1、平臺在集成了城市設(shè)計(jì)二三維成果、城市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、包括多規(guī)合一與控規(guī)等其他規(guī)劃編制成果等三大類、50+層數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，有能力進(jìn)行相對復(fù)雜的城市空間指標(biāo)測度，如錯落度計(jì)算、天際線分析等。2、平臺中錄入并集成了中心城區(qū)城市建設(shè)用地所有地塊約35000條管控規(guī)則，初步實(shí)現(xiàn)了管控規(guī)則的智能化應(yīng)用，平臺中開發(fā)出以下六大場景應(yīng)用：相關(guān)規(guī)劃的要求核提、方案報(bào)批的智能審查、多方案的智能比選、規(guī)劃要點(diǎn)的智能生成、建筑方案的精細(xì)審查、規(guī)劃實(shí)施的智能監(jiān)測。3、據(jù)規(guī)劃分局的管理人員透露，之前需要15-20個工作日，甚至更長時(shí)間處理的工作量，在借助于數(shù)字化平臺輔助的基礎(chǔ)上，1-2個工作日即能完成，大幅提升了規(guī)劃管理部門的工作效率，同時(shí)審查結(jié)果更加準(zhǔn)確、全面。市場前景本智能管理數(shù)字化平臺成果能逐步推廣至全國各大中小城市，能有效提升規(guī)劃管理工作的效果與效率，同時(shí)為規(guī)劃管理理性決策提供技術(shù)支撐，具有較好的發(fā)展前景。同時(shí)，平臺可逐步擴(kuò)展多源大數(shù)據(jù)，為未來的數(shù)字城市、智慧城市建設(shè)提供一定的方法與保障。

一種基于多源遙感數(shù)據(jù)的城市不透水層信息提取方法，包括根據(jù)夜間燈光亮度影像，計(jì)算歸一化燈光亮度并基于閾值分割方法對城市地表進(jìn)行區(qū)域類型分割；利用燈光亮度、陸地表面溫度與歸一化土壤調(diào)節(jié)植被指數(shù)，構(gòu)建增強(qiáng)型歸一化不透水層指數(shù)；通過建立每一種類型分割區(qū)域的增強(qiáng)型歸一化不透水層指數(shù)MNDISI與不透水層率之間的線性定量關(guān)系，進(jìn)行不透水層的提取工作。本發(fā)明較好地結(jié)合了多源遙感數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，有效抑制了光譜混淆對于不透水層率估算結(jié)果的不利影響，為城市土地利用和環(huán)境變化監(jiān)測提供了一種新的途徑。