数字孪生环境下的三维确权定界建模方法、系统及终端

本发明涉及三维产权体建模，尤其涉及一种数字孪生环境下的三维确权定界建模方法、系统、终端及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、土地本质上是空间的自然存在，具有三维的立体本质，传统的二维确权定界方法不再适用。三维地籍成为当前支撑土地空间管理的重要技术手段，可以实现地理要素的空间权利划定、建模、存储及应用，它以三维产权体为核心处理对象，来表达空间权益的边界以及权利体之间的关系。

2、现有技术中，对土地空间确权定界建模得到产权体方法主要包括：基于实地勘测调查的方法、基于遥感影像实现的粗糙预划界建模方法、基于建筑信息模型数据的定界建模方法和基于已知面片集合的定界建模方法等。

3、但是，上述方法在进行土地空间的三维确权定界建模方面具有明显的不足：传统方法需要人工去外业调绘，耗费大量的人力、物力，形成资源浪费；当前技术仍旧以二维为主，对于三维环境的处理尚且具有较大局限性，如仅针对建筑空间或依赖于预先构造的数据集；随着土地空间的确权定界建模工作推广到自然资源领域，大尺度的三维方案欠缺，导致确权定界建模的效率低下，可靠性不高。

4、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种数字孪生环境下的三维确权定界建模方法、系统、终端及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中进行土地空间的确权定界建模时，需要人工去外业调绘，耗费大量的人力和物力，形成资源浪费，且确权定界仍旧以二维为主，对于三维环境的处理尚且具有较大局限性，导致确权定界建模的效率低下，可靠性不高的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种数字孪生环境下的三维确权定界建模方法，所述一种数字孪生环境下的三维确权定界建模方法包括如下步骤：

3、根据目标用户提供的地理位置建立数字孪生确权环境，所述数字孪生确权环境包括：数据环境、操作环境和可视化环境；

4、从所述数据环境中提取出三维界址点，根据所述三维界址点形成界址点集合，利用所述操作环境对所述界址点集合中的三维界址点进行连接关系勾勒，得到界址点关系集合，利用所述可视化环境对所述界址点集合进行空间配准，形成离散界址点集合；

5、根据所述离散界址点集合和所述界址点关系集合构造界址线，根据所述界址线构造界址面，得到界址面集合，根据所述界址面集合构造出三维产权体；

6、对所述三维产权体进行时空结构的多维关系检测，得到所述目标用户的目标三维产权体。

7、可选地，所述的数字孪生环境下的三维确权定界建模方法，其中，所述根据目标用户提供的地理位置建立数字孪生确权环境，具体包括：

8、建立序列功能图层集合，获取所述地理位置下不同类型的源数据，将不同类型的源数据分发到所述序列功能图层集合的对应图层中，并将图层的边界缩小到一个确权单位的大小，得到目标序列功能图层集合，以完成数据环境的建立；

9、其中，所述源数据包括所述地理位置的矢量地籍图、二维影像图、dem数据、倾斜摄影数据、调测表格数据、点云数据、bim数据、探地雷达数据和多波束声纳观测数据；

10、获取确权定界建模的需求，根据所述确权定界建模的需求集成操作功能，以完成操作环境的建立；

11、其中，所述操作功能包括多维界址点识别拣选功能、图层关联操作功能、数据值记录功能和文件导出功能；

12、通过可视化操作引擎为所述目标序列功能图层集合中不同类型的数据建立多视口的可视化联动界面，以完成可视化环境的建立。

13、可选地，所述的数字孪生环境下的三维确权定界建模方法，其中，所述从所述数据环境中提取出三维界址点，根据所述三维界址点形成界址点集合，利用所述操作环境对所述界址点集合中的三维界址点进行连接关系勾勒，得到界址点关系集合，具体包括：

14、通过可控量射线探测方法从所述数据环境中进行界址点识别，提取出有效临近点作为备选点，计算所有所述备选点的平均值或者中位值，根据所述平均值或者所述中位值确定三维界址点；

15、获取所述三维界址点的本地坐标值，根据所述三维界址点的本地坐标值形成界址点集，利用所述操作环境对所述界址点集合中的三维界址点进行点与点之间的连接关系勾勒，保存勾勒的连接关系，得到界址点关系集合。

16、可选地，所述的数字孪生环境下的三维确权定界建模方法，其中，所述利用所述可视化环境对所述界址点集合进行空间配准，形成离散界址点集合，具体包括：

17、获取所述界址点集合中的任意两个界址点作为第一界址点和第二界址点，通过所述可视化联动界面对所述第一界址点和所述第二界址点进行空间配准，判断所述第一界址点和所述第二界址点是否存在同位界址区域；

18、若所述第一界址点和所述第二界址点存在同位界址区域，则使用仿射变换方法得到所述第一界址点和所述第二界址点之间的变换矩阵，根据所述变换矩阵将所述第二界址点的坐标转换到所述第一界址点的本地坐标系下，直至所述界址点集合中所有的界址点空间配准完成，形成离散界址点集合。

19、可选地，所述的数字孪生环境下的三维确权定界建模方法，其中，所述根据所述离散界址点集合和所述界址点关系集合构造界址线，根据所述界址线构造界址面，得到界址面集合，根据所述界址面集合构造出三维产权体，具体包括：

20、将所述离散界址点集合在所述可视化环境下展开，根据所述离散界址点集合和所述界址点关系集合构建出多条界址线；

21、对多条所述界址线进行去重、交叉剔除和界址线重连操作，得到界址线集合，通过临近外包络的方法按顺序连通所述界址线集合中的所有界址线，形成界址面集合；

22、计算所述界址面集合的覆盖范围，根据所述覆盖范围进行尺度分类，得到不同尺度范围的界址面，根据确权单元要求对不同尺度范围的界址面分别进行减面处理，形成缩量界址面集合，根据所述缩量界址面集合构造出三维产权体。

23、可选地，所述的数字孪生环境下的三维确权定界建模方法，其中，所述多维关系检测包括点线关系检测、线面关系检测和拓扑关系检测；

24、所述对所述三维产权体进行时空结构的多维关系检测，具体包括：

25、建立检测结果储存集合，判断所述三维产权体中的每个点是否均构成了线的两端，若否，则生成点线关系检测不稳定记录，将所述点线关系检测不稳定记录加入所述检测结果储存集合；

26、判断所述三维产权体中的每条线是否均构成了面的边，若否，则生成线面关系检测不稳定记录，将所述线面关系检测不稳定记录加入所述检测结果储存集合；

27、判断所述三维产权体中的线方向和面方向是否正确，若否，则生成拓扑关系检测不稳定记录，将所述拓扑关系检测不稳定记录加入所述检测结果储存集合；

28、根据所述检测结果储存集合进行所述三维产权体的结构稳定性检测，若所述检测结果储存集合为空，则所述三维产权体的结构稳定性检测结果为通过；

29、若所述检测结果储存集合不为空，则所述三维产权体的结构稳定性检测结果为不通过，并根据所述检测结果储存集合中存在的不稳定记录进行三维产权体的多维关系修复。

30、可选地，所述的数字孪生环境下的三维确权定界建模方法，其中，所述三维产权体的结构稳定性检测结果为通过，之后还包括：

31、对所述三维产权体进行孪生环境校验匹配，若孪生环境校验匹配结果为不通过，则重新确定三维界址点，若孪生环境校验匹配结果为通过，则得到所述目标用户的目标三维产权体。

32、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种数字孪生环境下的三维确权定界建模系统，其中，所述数字孪生环境下的三维确权定界建模系统包括：

33、数字孪生确权环境构建模块，用于根据目标用户提供的地理位置建立数字孪生确权环境，所述数字孪生确权环境包括：数据环境、操作环境和可视化环境；

34、离散界址点生成模块，用于从所述数据环境中提取出三维界址点，根据所述三维界址点形成界址点集合，利用所述操作环境对所述界址点集合中的三维界址点进行连接关系勾勒，得到界址点关系集合，利用所述可视化环境对所述界址点集合进行空间配准，形成离散界址点集合；

35、三维产权体构造模块，用于根据所述离散界址点集合和所述界址点关系集合构造界址线，根据所述界址线构造界址面，得到界址面集合，根据所述界址面集合构造出三维产权体；

36、三维产权体检测模块，用于对所述三维产权体进行时空结构的多维关系检测，得到所述目标用户的目标三维产权体。

37、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端，其中，所述终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的数字孪生环境下的三维确权定界建模程序，所述数字孪生环境下的三维确权定界建模程序被所述处理器执行时实现如上所述的数字孪生环境下的三维确权定界建模方法的步骤。

38、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有数字孪生环境下的三维确权定界建模程序，所述数字孪生环境下的三维确权定界建模程序被处理器执行时实现如上所述的数字孪生环境下的三维确权定界建模方法的步骤。

39、本发明中，根据目标用户提供的地理位置建立数字孪生确权环境，数字孪生确权环境包括：数据环境、操作环境和可视化环境；从数据环境提取三维界址点，根据三维界址点形成界址点集合，利用操作环境对界址点集合的三维界址点进行连接关系勾勒，得到界址点关系集合，利用可视化环境对界址点集合进行空间配准，形成离散界址点集合；根据离散界址点集合和界址点关系集合构造界址线，根据界址线构造界址面，根据界址面构造三维产权体；对三维产权体进行多维关系检测，得到所述目标用户的目标三维产权体。本发明基于数字孪生环境采集、提取和构造三维产权体，能够清晰表现空间权利的边界范围，提高了外业调测资源使用效率。