本技术涉及元宇宙数字孪生智慧城市，具体涉及一种面向数字城市底座的点云重建方法和系统。
背景技术：
1、将点云数据重建为网格，是三维建模流程中的重要一步，现有的三维点云重建中的网格重建方法主要包括三角化方法和曲面拟合方法两种。三角化方法对于非均匀点云的处理效果更好，但是三角化方法的抗噪性较弱，在面对噪音数据时，需要先对点云进行去噪，而去噪过程会造成几何细节的丢失。而曲面拟合方法虽然具有很好地抗噪性，却无法很好地处理非均匀点云数据。三角化方法和曲面拟合方法均无法保证网格重建结果的准确性。
2、此外，现有的三维点云重建方法在处理大规模点云数据时，计算复杂度较高、处理效率较低，并且最终生成的网格重建结果中往往包含许多冗余数据，增加了不必要的数据再处理时间和内存消耗。
技术实现思路
1、本技术实施例的目的在于提供一种面向数字城市底座的点云重建方法和系统，用以在简化所获得的网格重建结果的同时，保证所获得的网格重建结果的准确性。
2、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
3、第一方面，本技术实施例提供一种面向数字城市底座的点云重建方法，该方法包括以下过程：
4、获取目标城市区域的城市区域三维点云数据和所述目标城市区域中已确定的特定区域二维边界数据；
5、对所述城市区域三维点云数据进行简化处理，获得第一点云数据；
6、根据所述特定区域二维边界数据，在所述第一点云数据中确定与之相应的特定区域三维点云数据；
7、向所述第一点云数据中添加所述特定区域三维点云数据的边界点，增加所述特定区域三维点云数据的边界点的密度，并清除所述特定区域三维点云数据的边界点以内的点云数据，得到第二点云数据；
8、对所述第二点云数据进行光滑处理，获得第三点云数据；
9、对所述第三点云数据进行网格重建，获得光滑重建网格；
10、根据所述光滑重建网格中各网格顶点之间的拓扑关系确定所述第二点云数据的网格重建结果。
11、在上述方案中，通过添加特定区域三维点云数据的边界点，增加该特定区域三维点云数据的边界点的密度，并清除该特定区域三维点云数据的边界点以内的点云数据，进而得到更加简单且包含清晰特定区域边界特征的网格重建结果；此外，上述面向数字城市底座的点云重建方法还通过对第二点云数据进行光滑处理，减弱噪点、离群点对网格重建的影响；并基于光滑处理后的第三点云数据进行网格重建获得光滑重建网格，根据光滑重建网格中各网格顶点之间的拓扑关系确定第二点云数据的网格重建结果，以保证所获得的网格重建结果的准确性。综上所述，上述面向数字城市底座的点云重建方法在简化所获得的网格重建结果的同时，保证了所获得的网格重建结果的准确性。
12、可选的，所述特定区域二维边界数据还可包括在所述目标城市区域中根据地理区域的性质所划分出来的平缓区域的二维边界数据。
13、基于该限定方案，可通过添加平缓区域的边界点，并清除平缓区域内部的特定区域三维点云数据，进而可以通过更少的网格面表示网格重建结果中的平缓区域，实现了对网格重建结果的简化，且采用较少的网格面对平缓区域进行建模并不会降低整体模型搭建的准确度。因此，该面向数字城市底座的点云重建方法在简化网格重建结果的同时，保证了网格重建结果的准确性。
14、可选的，所述对所述第三点云数据进行网格重建，获得光滑重建网格的过程中，还可包括：将所述第三点云数据中的点云数据点作为三角形顶点，获得三角化网格；选择所述三角化网格中具有最小外接圆半径的三角形作为网格重建的重建曲面；根据映射到所述重建曲面的三角形获得候选三角形队列，并确定所述候选三角形队列中的最优三角形；根据所述最优三角形以及所述重建曲面形成新的重建曲面，直至所形成的新的重建曲面的候选三角形队列为空，获得所述光滑重建网格。
15、基于该限定方案，可采用贪心法选择候选三角形队列中的最优三角形进行重建曲面的搭建。由于第二点云数据中包含清晰的特定区域边界特征，对第二点云数据进行光滑处理所得到的第三点云数据中也包含清晰的特定区域边界特征。通过三角化方法进行网格重建，可以很好地响应第三点云数据中的数据密度变化，进而获得具有清晰的特定区域边界特征的光滑重建结果，以基于光滑重建结果获得具有清晰的特定区域边界特征的网格重建结果，提高网格重建结果的准确性。
16、可选的，所述对所述城市区域三维点云数据进行简化处理，获得第一点云数据的过程中，还可包括：对所述城市区域三维点云数据进行网格化处理，获得城市区域点云网格；基于预设点云数量阈值确定每一所述城市区域点云网格内的冗余三维点云数据；清除所述冗余三维点云数据，获得所述第一点云数据。
17、基于该限定方案，可通过清除每一城市区域点云网格中的冗余三维点云数据，实现了对城市区域三维点云数据的简化，提高了后续网格重建的效率。
18、可选的，所述对所述城市区域三维点云数据进行网格化处理，获得城市区域点云网格的过程中，还可包括：获取所述城市区域三维点云数据之间的平均距离；根据所述平均距离确定预设点云网格大小；根据所述预设点云网格大小对所述城市区域三维点云数据进行网格化处理，获得所述城市区域点云网格。
19、可选的，在所述获取目标城市区域的城市区域三维点云数据和所述目标城市区域中已确定的特定区域二维边界数据之前，所述方法还可包括：获取所述目标城市区域的倾斜摄影影像；根据所述倾斜摄影影像确定所述城市区域三维点云数据。
20、基于该限定方案，可根据目标城市区域的倾斜摄影影像确定城市区域三维点云数据，并最终根据城市区域三维点云数据获得目标城市区域的网格重建结果，形成了完整的倾斜摄影建模流程。
21、可选的，在所述根据所述光滑重建网格中各网格顶点之间的拓扑关系确定所述第二点云数据的网格重建结果之后，所述方法还可包括：基于所述网格重建结果搭建所述目标城市区域的数字城市底座。
22、基于该限定方案，可通过添加特定区域三维点云数据的边界点，增加该特定区域三维点云数据的边界点的密度，并清除该特定区域三维点云数据的边界点以内的点云数据，进而得到更加简单的网格重建结果。此外，上述面向数字城市底座的点云重建方法还通过对第二点云数据进行光滑处理，减弱噪点、离群点对网格重建的影响；并基于光滑处理后的第三点云数据进行网格重建获得光滑重建网格，根据光滑重建网格中各网格顶点之间的拓扑关系确定第二点云数据的网格重建结果，以保证所获得的网格重建结果的准确性。基于上述面向数字城市底座的点云重建方法所获得的网格重建结果，进行目标城市区域的数字城市底座的搭建，可以在简化所获得的网格重建结果的同时，保证所获得的网格重建结果的准确性。
23、第二方面，本技术实施例提供一种面向数字城市底座的点云重建系统，该系统包括：
24、数据获取模块，用于获取目标城市区域的城市区域三维点云数据和所述目标城市区域中已确定的特定区域二维边界数据；
25、简化处理模块，用于对所述城市区域三维点云数据进行简化处理，获得第一点云数据；
26、特定区域三维点云数据确定模块，用于根据所述特定区域二维边界数据，在所述第一点云数据中确定与之相应的特定区域三维点云数据；
27、第二点云数据获取模块，用于向所述第一点云数据中添加所述特定区域三维点云数据的边界点，增加所述特定区域三维点云数据的边界点的密度，并清除所述特定区域三维点云数据的边界点以内的点云数据，得到第二点云数据；
28、光滑处理模块，用于对所述第二点云数据进行光滑处理，获得第三点云数据；
29、网格重建模块，用于对所述第三点云数据进行网格重建，获得光滑重建网格；
30、网格重建结果获取模块，用于根据所述光滑重建网格中各网格顶点之间的拓扑关系确定所述第二点云数据的网格重建结果。
31、第三方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的面向数字城市底座的点云重建方法。
32、第四方面，本技术实施例提供一种电子设备，该电子设备包括：
33、存储器，其上存储有计算机程序；
34、处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述第一方面所述的面向数字城市底座的点云重建方法。
35、综上所述，本技术所提供的一种面向数字城市底座的点云重建方法和系统通过获取目标城市区域的城市区域三维点云数据和目标城市区域中已确定的特定区域二维边界数据；对城市区域三维点云数据进行简化处理，获得第一点云数据；向第一点云数据中添加特定区域三维点云数据的边界点，并清除特定区域三维点云数据的边界点以内的点云数据，得到第二点云数据；对第二点云数据进行光滑处理，获得第三点云数据；对第三点云数据进行网格重建，获得光滑重建网格；根据光滑重建网格中各网格顶点之间的拓扑关系确定第二点云数据的网格重建结果。
36、本技术所提供的面向数字城市底座的点云重建方法，可以通过添加特定区域三维点云数据的边界点，增加该特定区域三维点云数据的边界点的密度，并清除该特定区域三维点云数据的边界点以内的点云数据，进而得到更加简单且包含清晰特定区域边界特征的网格重建结果。此外，本技术所提供的方法还可通过对第二点云数据进行光滑处理，减弱噪点、离群点对网格重建的影响。还可并基于光滑处理后的第三点云数据进行网格重建获得光滑重建网格，根据光滑重建网格中各网格顶点之间的拓扑关系确定第二点云数据的网格重建结果，以保证所获得的网格重建结果的准确性。本技术所提供的方法能够解决现有的点云重建方法无法在简化所获得的网格重建结果的同时，保证所获得的网格重建结果的准确性的技术问题。
37、本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术实施例了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
1.面向数字城市底座的点云重建方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特定区域二维边界数据包括在所述目标城市区域中根据地理区域的性质所划分出来的平缓区域的二维边界数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第三点云数据进行网格重建，获得光滑重建网格，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述城市区域三维点云数据进行简化处理，获得第一点云数据，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述城市区域三维点云数据进行网格化处理，获得城市区域点云网格，包括：
6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，在所述获取目标城市区域的城市区域三维点云数据和所述目标城市区域中已确定的特定区域二维边界数据之前，所述方法还包括：
7.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，在所述根据所述光滑重建网格中各网格顶点之间的拓扑关系确定所述第二点云数据的网格重建结果之后，所述方法还包括：
8.面向数字城市底座的点云重建系统，其特征在于，所述系统包括：
9.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述权利要求1-7任一所述的面向数字城市底座的点云重建方法。
10.电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
