一种数字孪生湖泊的生成方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115797594A(43)申请公布日2023.03.14(21)申请号202210912332.1(22)申请日2022.07.29(71)申请人宁波美象信息科技有限公司地址315000浙江省宁波市高新区宁波新材料创新中心东区2幢20号12-3(72)发明人朱仁周令珩温骏炎赵亮(74)专利代理机构上海申新律师事务所31272专利代理师吴轶淳(51)Int.Cl.G06T17/20(2006.01)G06T17/05(2011.01)G06T7/90(2017.01)G06T7/13(2017.01)G06T7/11(2017.01)权利要求书3页说明书8页附图4页(54)发明名称一种数字孪生湖泊的生成方法及系统(57)摘要本发明提供一种数字孪生湖泊的生成方法及系统，包括：对湖泊遥感图像进行湖泊边界提取得到初始图像；对初始图像进行预处理得到黑白图像；对黑白边界中的各像素点按照像素坐标进行排序，并根据排序结果将各像素点作为矢量点连接形成闭合矢量曲线；于闭合矢量曲线围合区域中插入多个新的矢量点，并将所有矢量点对应连线形成网格平面；根据待生成湖泊的最深处的第一水深、第一经纬度以及除最深处的多个任意位置的第二水深、第二经纬度和网格平面中各连线关联的预设的张量，对网格平面中的各矢量点配置的初始向下的法向量进行迭代处理，以生成待生成湖泊的湖床地形结构图。能够利用少量的真实水深数据及湖泊遥感图像实时生成湖泊的湖床地形结构图。CN115797594ACN115797594A权利要求书1/3页1.一种数字孪生湖泊的生成方法，其特征在于，包括：步骤S1，获取一待生成湖泊的一湖泊遥感图像，并对所述湖泊遥感图像进行湖泊边界提取，得到包含湖泊边界的初始图像；步骤S2，对所述初始图像进行预处理得到一黑白图像，所述初始图像中的所述湖泊边界被转化为所述黑白图像中的一黑白边界；步骤S3，根据所述黑白边界上的各像素点在所述黑白图像中的像素坐标对各所述像素点进行排序，并根据排序结果将相邻的各所述像素点作为矢量点按照一预设方向连线形成一闭合矢量曲线；步骤S4，于所述闭合矢量曲线围合形成的一湖泊区域中插入多个新的矢量点，并将所有所述矢量点进行对应连线形成包含若干三角形的一网格平面；步骤S5，根据预先获取的所述待生成湖泊的最深处的第一水深、第一经纬度以及除所述最深处的多个任意位置的第二水深、第二经纬度和所述网格平面中各连线关联的预设的张量，对所述网格平面中的各矢量点预先配置的一初始向下的法向量进行迭代处理，得到各所述矢量点的迭代后向下的法向量，并根据所述迭代后向下的法向量和所述网格平面生成所述待生成湖泊的湖床地形结构图，作为所述待生成湖泊的数字孪生湖泊生成结果。2.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，所述步骤S1包括：步骤S11，获取所述待生成湖泊的所述湖泊遥感图像，并对所述湖泊遥感图像进行RGB颜色分层处理以分别得到一红色通道分层图像、一绿色通道分层图像和一蓝色通道分层图像；步骤S12，将所述红色通道分层图像、所述绿色通道分层图像和所述蓝色通道分层图像分别输入预先训练得到的一边界分割模型中对应得到相应的红色通道分割图、绿色通道分割图和蓝色通道分割图；步骤S13，将所述红色通道分割图、所述绿色通道分割图和所述蓝色通道分割图进行通道合并，以得到包含所述湖泊边界的所述初始图像。3.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，所述步骤S2包括：步骤S21，对所述初始图像进行归一化处理得到相应的归一化图像；步骤S22，分别计算所述归一化图像中形成所述湖泊边界的各像素点中，相邻两所述像素点之间的像素差值绝对值，并保留所述像素差值绝对值不为零的各所述像素点，形成所述湖泊边界为黑白边界的所述黑白图像。4.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，所述步骤S4包括：步骤S41，对形成所述闭合矢量曲线的各所述矢量点按照所述排序结果逐次编组形成多个组合，每个所述组合中包含三个所述矢量点；步骤S42，将每个所述组合中位于中间的所述矢量点在其余两个所述矢量点之间的连线上的投影作为每个所述组合对应的新的所述矢量点；步骤S43，将相邻的各新的所述矢量点按照对应的所述组合的所述排序结果依次连线形成多个矢量，针对相连的每两个矢量，计算两个所述矢量之间的欧拉角，并判断所述欧拉角是否在一预设范围内：若是，则保留形成两所述矢量的各新的所述矢量点，随后转向步骤S44；若否，则舍去形成两所述矢量的各新的所述矢量点，随后转向步骤S44；2CN115797594A权利要求书2/3页步骤S44，判断保留的各新的所述矢量点的总数是否小于一阈值：若否，则针对保留的每个新的所述矢量点，分别建立新的所述矢量点与对应的所述组合中其余两个所述矢量点之间的连线，并