本发明涉及测绘科学，具体为一种基于三维建模的地形数字孪生场景测绘系统。
背景技术：
1、随着地理信息技术和计算机图形学的快速发展，地形测绘与建模技术在城市规划、灾害应急、军事仿真领域发挥着越来越重要的作用，传统地形测绘方法往往依赖于人工测量和二维地图，存在精度低、耗时长、成本高缺点，难以满足现代复杂地形测绘的需求，近年来，三维建模技术因其能够更真实、更直观地表达地形特征而逐渐受到关注。
2、传统自适应建模策略选择模块在处理复杂地形时，往往存在以下不足，在面对复杂多变的地形时，高精度建模数据量巨大，往往存在建模精度与效率难以兼顾、模型适应性差问题，影响处理速度和渲染性能，因此，开发了一种基于三维建模的地形数字孪生场景测绘系统显得尤为重要。
技术实现思路
1、本发明的目的为了弥补现有技术的不足，提供了一种基于三维建模的地形数字孪生场景测绘系统，该系统通过通过自适应建模策略选择模块，根据不同地形的复杂性和特征灵活匹配建模策略，平衡模型精度与数据量，同时，内置自我学习与优化模块，持续学习并优化建模参数与策略，提高建模的准确性和效率。
2、本发明为解决上述技术问题，提供如下技术方案：一种基于三维建模的地形数字孪生场景测绘系统，该系统包括智能地形特征分析模块、自适应建模策略选择模块、自我学习与优化模块和地形数字孪生场景构建与展示模块；
3、所述智能地形特征分析模块：接收来自无人机、卫星、地面测绘设备多元数据源的测绘数据，运用深度学习算法自动分析地形的起伏程度、地貌类型、植被覆盖密度特征，通过特征提取与分类，为后续的建模策略选择提供基础数据支持；
4、所述自适应建模策略选择模块：从智能地形特征分析模块接收地形起伏程度、地貌类型、植被覆盖密度特征数据，解析这些数据，确定当前处理地形的复杂性和特征分类，根据地形特征分类，初步匹配建模策略；
5、对于平坦地区，选择网格简化算法，该算法能够识别并去除模型中不必要的细节，同时保持关键特征以维持模型精度，设定算法参数，以平衡模型精度与数据量，，其中，表示简化后模型的综合评估值，表示关键特征的度量值，表示模型初始状态下的总度量值，表示算法参数，当值增大时，意味着更倾向于减少数据量，此时这一项的影响增大，会更多地去除非关键部分，当值减小时，更注重模型精度，这一项的影响增大，会更好地保留关键特征，通过调整的值，可以平衡模型精度与数据量，对于山区复杂地形，选择多分辨率曲面建模技术，能够在不同区域应用不同精度的模型，以高效表达复杂地形，确定多级分辨率层次，，其中，表示复杂地形模型的综合分辨率值，表示重要地貌特征区域的度量值，表示整个复杂地形区域的总度量值，，，当重要地貌特征区域占比较大时，即接近1，此时更接近，表示整个模型以较高精度呈现，当非重要区域占比较大时，接近0，更接近表示整个模型以较低精度呈现，通过调整与的比例以及和的值，可以灵活地控制复杂地形模型在不同区域的精度，实现高效表达复杂地形的目的，而在非关键区域使用较低精度模型，结合高精度纹理映射技术，为模型添加逼真的表面材质，提升视觉效果，应用细节层次技术，根据观察距离动态调整模型复杂度，提高渲染效率；
6、根据具体地形的详细特征和建模需求，进一步调整建模策略的参数，包括但不限于调整网格分辨率、纹理细节级别、曲面拟合算法，最终模型既符合精度要求，又能在性能上达到最优；
7、执行选定的建模策略，生成三维地形模型，对生成的模型进行验证，检查其是否准确反映了地形特征，包括但不限于地形起伏、地貌类型、植被覆盖，评估模型的数据量、处理速度和渲染性能，收集建模过程中的反馈信息，根据反馈结果，对建模策略选择流程、参数设置进行优化和改进；
8、所述自我学习与优化模块：内置机器学习引擎，能够持续学习并优化建模参数与策略，随着测绘数据的不断积累，能够自动调整建模算法，提高建模的准确性和效率，通过用户反馈与模型评估机制，不断优化模型质量；
9、所述地形数字孪生场景构建与展示模块：基于上述模块的输出，构建出高度逼真的地形数字孪生场景，该场景支持多视角、多尺度浏览与交互操作，便于用户进行深入的地理分析与决策支持，提供丰富的可视化工具与接口，拓展应用场景的广度与深度。
10、进一步地，所述智能地形特征分析模块地形数字孪生构建流程始于数据接收与预处理，涵盖从多元数据源实时或定期收集测绘数据，并进行校验与预处理，包括但不限于图像校正、点云滤波，以确保数据质量统一，随后，进行特征提取，通过地形起伏、地貌识别及植被覆盖密度分析，获取详尽地形特征。
11、更进一步地，所述智能地形特征分析模块特征分类与融合阶段将提取的特征细化为标准化集合并融合多维数据，形成综合数据模型，此数据模型支持后续建模策略选择，整个流程注重反馈与优化，不断迭代提升系统智能化水平，为地形数字孪生构建提供坚实基础。
12、更进一步地，所述自适应建模策略选择模块而在非关键区域使用较低精度模型，结合高精度纹理映射技术，为模型添加逼真的表面材质，提升视觉效果：其中，表示非关键区域模型的视觉效果综合值，表示高精度纹理映射的效果值，表示非关键区域的度量值，表示整个地形区域的总度量值，表示低精度模型本身的视觉效果值，当非关键区域占比越大时，即接近1，整个视觉效果综合值更接近低精度模型的视觉效果值但同时也会受到高精度纹理映射效果的一定影响，当非关键区域占比越小时，接近0，更接近高精度纹理映射的效果值，通过调整与的比例以及和的值，可以在非关键区域实现不同程度的视觉效果平衡，既保证了低精度模型的效率，又通过高精度纹理映射提升了一定的视觉感受。
13、更进一步地，所述自适应建模策略选择模块应用细节层次技术，根据观察距离动态调整模型复杂度，提高渲染效率：，其中，表示模型的复杂度，表示观察距离，表示最大观察距离，是一个可调整的参数，用于控制观察距离对复杂度的影响程度，是一个很小的正数，表示当观察距离非常接近最大观察距离时，模型的最小复杂度，避免出现复杂度为零的情况，当观察距离接近零时，即观察者非常接近模型，趋向于无穷大，模型复杂度主要由决定，模型呈现较高的复杂度，随着观察距离增大，逐渐减小，而逐渐增大，模型复杂度逐渐降低，通过调整参数，可以根据实际需求来平衡不同观察距离下模型复杂度的变化速度。
14、更进一步地，所述自我学习与优化模块系统持续从无人机、卫星及地面测绘设备来源收集测绘数据，并进行数据清洗、格式统一及坐标校正预处理工作，确保数据质量，随后，基于现有数据和过往经验初始化建模参数与策略，设定学习目标和优化指标，通过执行建模任务并评估模型质量，系统收集用户反馈并转化为量化指标，以驱动机器学习引擎自动调整建模参数和策略。
15、更进一步地，所述自我学习与优化模块上述流程构成了一个迭代优化循环，通过不断重复建模、评估与反馈收集，逐步优化模型，优化后的模型被部署至实际应用中，并根据需要定期更新，同时，系统持续监控模型表现，收集新数据和用户反馈，使机器学习引擎能够自动适应地形特征和用户需求的变化。
16、更进一步地，所述地形数字孪生场景构建与展示模块地形数字孪生场景构建与展示模块通过集成优化后的三维地形数据，利用三维建模技术构建基础框架，并设计交互功能以增强用户体验，同时，开发可视化工具以丰富场景表现力，并拓展应用场景以满足不同需求，经过全面测试后，该模块将部署并提供持续维护。
17、与现有技术相比，一种基于三维建模的地形数字孪生场景测绘系统具备如下有益效果：
18、一、本发明通过智能地形特征分析模块和自适应建模策略选择模块，能够自动分析地形特征并匹配合适的建模策略，在平坦地区采用网格简化算法，有效去除不必要的细节同时保持关键特征，确保了模型精度，在复杂地形则采用多分辨率曲面建模技术，灵活调整模型精度，从而显著提高测绘精度与建模效率，此外，系统还集成了自我学习与优化模块，能够不断优化建模参数与策略，进一步提升测绘精度和建模效率。
19、二、本发明通过在非关键区域采用较低精度模型，结合高精度纹理映射技术，为模型添加逼真的表面材质，显著提升了地形数字孪生场景的视觉效果，调整不同区域模型的精度与纹理细节，实现了在保持整体模型效率的同时，提升视觉感受的平衡，这种策略不仅保证了地形数字孪生场景的真实性，还显著提升了用户在使用过程中的视觉体验，增强了系统的应用价值和用户满意度。
1.一种基于三维建模的地形数字孪生场景测绘系统，其特征在于，该系统包括智能地形特征分析模块、自适应建模策略选择模块、自我学习与优化模块和地形数字孪生场景构建与展示模块；
2.根据权利要求1所述一种基于三维建模的地形数字孪生场景测绘系统，其特征在于，所述智能地形特征分析模块地形数字孪生构建流程始于数据接收与预处理，涵盖从多元数据源实时或定期收集测绘数据，并进行校验与预处理，包括但不限于图像校正、点云滤波，随后，进行特征提取，通过地形起伏、地貌识别及植被覆盖密度分析，获取详尽地形特征。
3.根据权利要求2所述一种基于三维建模的地形数字孪生场景测绘系统，其特征在于，所述智能地形特征分析模块特征分类与融合阶段将提取的特征细化为标准化集合并融合多维数据，形成综合数据模型，此数据模型支持后续建模策略选择，整个流程注重反馈与优化，不断迭代提升系统智能化水平。
4.根据权利要求1所述一种基于三维建模的地形数字孪生场景测绘系统，其特征在于，所述自适应建模策略选择模块而在非关键区域使用较低精度模型，结合高精度纹理映射技术，为模型添加逼真的表面材质，提升视觉效果：其中，表示非关键区域模型的视觉效果综合值，表示高精度纹理映射的效果值，表示非关键区域的度量值，表示整个地形区域的总度量值，表示低精度模型本身的视觉效果值，当非关键区域占比越大时，即接近1，整个视觉效果综合值更接近低精度模型的视觉效果值但同时也会受到高精度纹理映射效果的一定影响，当非关键区域占比越小时，接近0，更接近高精度纹理映射的效果值，通过调整与的比例以及和的值，可以在非关键区域实现不同程度的视觉效果平衡，既保证了低精度模型的效率，又通过高精度纹理映射提升了一定的视觉感受。
5.根据权利要求1所述一种基于三维建模的地形数字孪生场景测绘系统，其特征在于，所述自适应建模策略选择模块应用细节层次技术，根据观察距离动态调整模型复杂度，提高渲染效率：，其中，表示模型的复杂度，表示观察距离，表示最大观察距离，是一个可调整的参数，用于控制观察距离对复杂度的影响程度，是一个很小的正数，表示当观察距离非常接近最大观察距离时，模型的最小复杂度，避免出现复杂度为零的情况，当观察距离接近零时，即观察者非常接近模型，趋向于无穷大，模型复杂度主要由决定，模型呈现较高的复杂度，随着观察距离增大，逐渐减小，而逐渐增大，模型复杂度逐渐降低，通过调整参数，可以根据实际需求来平衡不同观察距离下模型复杂度的变化速度。
6.根据权利要求1所述一种基于三维建模的地形数字孪生场景测绘系统，其特征在于，所述自我学习与优化模块系统持续从无人机、卫星及地面测绘设备来源收集测绘数据，并进行数据清洗、格式统一及坐标校正预处理工作，确保数据质量，随后，基于现有数据和过往经验初始化建模参数与策略，设定学习目标和优化指标，通过执行建模任务并评估模型质量，系统收集用户反馈并转化为量化指标，以驱动机器学习引擎自动调整建模参数和策略。
7.根据权利要求6所述一种基于三维建模的地形数字孪生场景测绘系统，其特征在于，所述自我学习与优化模块上述流程构成了一个迭代优化循环，通过不断重复建模、评估与反馈收集，逐步优化模型，优化后的模型被部署至实际应用中，并根据需要定期更新，同时，系统持续监控模型表现，收集新数据和用户反馈，使机器学习引擎能够自动适应地形特征和用户需求的变化。
8.根据权利要求1所述一种基于三维建模的地形数字孪生场景测绘系统，其特征在于，所述地形数字孪生场景构建与展示模块地形数字孪生场景构建与展示模块通过集成优化后的三维地形数据，利用三维建模技术构建基础框架，并设计交互功能以增强用户体验，同时，开发可视化工具以丰富场景表现力，并拓展应用场景以满足不同需求，经过全面测试后，该模块将部署并提供持续维护。
