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「数据获取」建筑轮廓数据的N种获取方法(一)

立方数据学社 202

前言:

现在各位老铁们对“轮廓问题算法”大体比较关切,各位老铁们都需要分析一些“轮廓问题算法”的相关资讯。那么小编在网上收集了一些有关“轮廓问题算法””的相关文章,希望你们能喜欢,各位老铁们快快来了解一下吧!

建筑轮廓数据作为一种常用的基础数据,一直被广泛使用于各种城市相关的研究与项目中。

在与城市相关的分析研究中,人们可以直接用建筑轮廓数据来进行建筑密度、建筑控高、容积率、景观视线、城市肌理的分析,也可以将它作为辅助数据进行使用。

(图片来源于互联网)

(图片来源于互联网)

在建筑、规划的设计项目中,人们则可以使用建筑轮廓数据做为前期分析的底图,也可以用它快速生成项目周边的建筑白模,省去描图、拉模型一系列繁琐的操作。

(图片来源于互联网)

(图片来源于互联网)

建筑轮廓数据虽然用处多多,但是它获取起来却可谓是困难重重。怎么获取较为全量的建筑轮廓数据、怎么去获取带高度(楼层)的建筑轮廓数据、怎么去获取乡村的建筑轮廓数据,这些一直都是难以解决的问题。

阅读本系列文章,你将了解到目前获取建筑轮廓数据的N种方法,以及各种方法的适用情况、优缺点。走过路过不要错过哦!

01

什么是建筑轮廓数据?

建筑轮廓数据指的其实就是建筑物边界的矢量(shp)线或面数据,在有的建筑轮廓数据的属性表中,包含了建筑名称、高度、楼层等信息。通过楼层或者高度信息,我们就可以把建筑轮廓数据拉伸为建筑体块,也就是白模。

02

如何获取建筑轮廓数据?

目前来说,获取建筑轮廓数据的方法非常多,但是这些方法各有优劣,并没有一个较好的方法可以获取到任意场景下的建筑轮廓数据。

这些方法具体有以下几种:

建筑轮廓数据获取方法

方法大类

方法简介

建筑名称

建筑层数

建筑高度

方法优点

方法缺点

从相关政府部门获取

利用政府测绘的建筑、地籍等数据

可能有

可以直接使用

即使有项目也难以获取

描图法

在CAD或GIS里对照卫星地图或无人机拍摄平面,手动描绘建筑边界。是大部分建筑、规划、地理等专业在获取建筑轮廓经常会用到的方法

可获取任意地点建筑轮廓

工作量大、耗时长,只适合小范围获取

网站直接下载

osm等网站下载

部分有

较为简单

相比国内地图平台,数据缺失非常多

mapflow等识别网站

可计算

较为简单

利用深度学习模型和OSM自动识别卫星图建筑,利用阴影计算高度。可能得到的建筑形状、数量并不尽如人意,免费试用有限制

ArcGIS二值法

通过百度、mapbox等个性化地图开发平台,将地图上自带的建筑要素与周边环境区分开,去掉道路、标注等信息,再在GIS中二值化分类,最后通过arcsan矢量化(也可以通过百度地图截获器获取)

可以快速获取大范围建筑轮廓,操作简单

数据完整度受地图平台限制,获取的地图图片需要地理配准后转为矢量数据

直接通过卫星图像素值将建筑与其它栅格要素分类,再通过arcsan矢量化

可以快速获取大范围建筑轮廓,操作简单

像素中断值难以确定,此外由于公开卫星图不清晰,建筑屋顶颜色不同,周边环境颜色不同等原因,很难控制

采集法

采集百度地图建筑轮廓数据

可以快速获取大范围建筑轮廓数据,质量也最高

数据完整度受地图平台限制,采集行为有风险。代码编写较为困难,涉及js破解等技术

采集高德地图建筑轮廓数据

激光雷达点云提取

通过对点云数据进行处理后获得

可计算

获取数据较全

设备与处理技术非专业人士难以掌握

深度学习法

利用卷积神经网络等算法技术结合数据进行训练,用得到的模型对遥感影像中的建筑进行识别

可计算

可以快速获取大范围建筑轮廓

自建模型十分困难,获得的数据受算法、训练集的影响

购买第三方地图软件

购买类似Bigmap这类地图软件进行建筑轮廓下载

部分有

部分有

获取最为简单快速,获取数据来源于采集百度、高德建筑数据

价格较贵,数据完整度受来源地图平台限制,不清楚是否有优化

淘宝购买

淘宝上搜索建筑轮廓数据,进行购买

部分有

部分有

受来源地图平台限制,数据时间不确定

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总的来说,获取建筑轮廓数据的方法还是很多的,但是想一个方法走到底显然不太可行。即使国内最为常用的来源于百度、高德的建筑轮廓数据也只是在城市中心区进行了覆盖,并不包含乡村这些地方。其中百度的建筑轮廓数据覆盖城市比高德要多,二者在覆盖区域也会存在数据缺失,部分建筑的高度与层数还会存在误差。

因此,在面对不同的场景下,我们通常需要使用不同的方法去获取建筑轮廓数据,如果对一个方法获取的数据不满意,我们还需要更换其它方法进行多次试验。如果实在是获取不到或者获取到的不全,那就选择最直接的描图法进行描绘或补充吧。

讲了这么多,这些方法具体该如何去实施呢?接下来,我们就来讲解一下几种常用的建筑轮廓数据获取方式吧!

03

OSM建筑轮廓数据下载

利用OSM平台获取矢量数据的方式已经在之前的文章【数据分享】OSM矢量数据里讲过一遍,通过Geofabrik下载可以获取到名称为buildings的图层,这个就是OSM里的建筑轮廓数据了。

我们将它与上海市的卫星图进行比对,即使在城市中心城区,OSM建筑轮廓数据仍缺失很多,建筑物名称也不全。

一般来说,研究国内区域是不建议使用OSM上的建筑轮廓数据的,比起国内高德、百度的建筑轮廓数据来说,OSM上的数据质量差很多。(注意很多国外提供建筑轮廓的网站上数据都是来源于OSM)下图中绿色面为高德建筑轮廓数据,蓝色面为OSM建筑轮廓数据,可以看出来源于高德的建筑轮廓数据明显更全。

那么这一篇文章就讲到这里,下一篇文章将讲述如何用mapflow网站快速获取建筑轮廓数据,敬请期待。

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标签: #轮廓问题算法