发明创造名称：一种基于DEM真三维地图及绿道的建模方法及系统
外观设计名称：
决定号：195612
决定日：2019-11-21
委内编号：1F272551
优先权日：
申请（专利）号：201510738421.9
申请日：2015-11-04
复审请求人：深圳职业技术学院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：钟阳雪
合议组组长：吴士芬
参审员：邓隽
国际分类号：G06T17/05
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求所要求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，但现有技术已经给出了将上述区别技术特征应用于该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示，那么对本领域技术人员来说该权利要求所要求保护的技术方案是显而易见的，从而不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510738421.9，名称为“一种基于DEM真三维地图及绿道的建模方法及系统”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为深圳职业技术学院。本申请的申请日为2015年11月04日，公开日为2016年01月27日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年10月31日发出驳回决定，以权利要求1-10不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由驳回了本申请，其具体理由是：（1）权利要求1要求保护的技术方案与对比文件1（CN103971414A，公开日为2014年08月06日）公开的技术内容相比，区别技术特征为：①Bigemap截取在BigeMap下载的地图的遥感底图，进行材质黏贴；②在DEM中对指定区域矢量化的底图进行高程数据赋值且高程划分，以方便在不同的高程面上，建立不同的建筑或地物实现在DEM上建立地图和绿道；通过稻歌截图器获得底图后，在底图上沿着山体方向制作等高线，通过DEM分析中的视线范围分析得到地面高度；此时获得的高程值不是地形的高程值，而是“地形 树木/地形 建筑”的高程，所以此时需要获取树木和建筑的高度；获取树木和建筑的高度之后与“地形 树木/地形 建筑”的高程做差，然后每个等高线做平均值后，获得地形的高程；③输入完要素后，为各个有高程的要素赋予比较真实的高程数据，右键图层，编辑属性结构，新建高程属性，选择双精度字段，然后查看属性表，在高程一栏输入建筑的高程；根据计算后得到的高程数据在影像数据上沿着山体方向制作等高线，并依据定位点赋予等高线高程数据；选择好以后使用栅格化并选择存放路径创建地形DEM；绘制后生成的DEM；在地图文档右键新建一个场景，在新场景上添加地形图层；将二维矢量数据添加至场景，对区要素进行生成封闭面的操作，在输出设置必须需要依附地形图层，否则建筑将不会建立在地形上。而上述区别技术特征属于本领域技术人员采用的常规技术手段，因此权利要求1相对于对比文件1和常规技术手段的结合不具备创造性。（2）从属权利要求2-5的附加技术特征或被对比文件1公开，或为本领域的常用技术手段，因此权利要求2-5也不具备创造性。（3）从属权利要求6的附加技术特征是本领域技术人员在对比文件2（“DEM提取坡度?坡向算法的对比研究”，李粉玲等，《安徽农业科学》，第36卷第17期，2008年12月31日）公开的内容的基础上容易想到的。因此权利要求6相对于对比文件1、对比文件2和本领域公知常识的结合不具备创造性。（3）基于类似的理由，权利要求7-9相对于对比文件1和本领域公知常识的结合也不具备创造性，同时引用权利要求9的从属权利要求10相对于对比文件1、对比文件2和本领域公知常识的结合也不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为申请日2015年11月04日提交的摘要附图、说明书摘要、说明书第1-123段、说明书附图图1-3；2018年07月03日提交的权利要求第1-10项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种基于DEM真三维地图及绿道的建模方法，其特征在于，所述建模方法包括以下步骤：
A、利用Bigemap地图截取器在BigeMap下载的地图上截取指定区域的遥感底图并通过实测的GPS数据对底图进行校正；
B、对截取指定区域的底图的要素进行矢量化；
C、在DEM中对指定区域矢量化的底图进行高程数据赋值且高程划分；
D、根据赋值高程数据的底图在MapGIS、3DMAX分别制作三维模型；
E、在MapGIS中将MapGIS三维模型和3DMAX三维模型进行融合并进行材质黏贴；
F、对黏贴材质后的三维模型进行空间分析和属性查询；
G、对在DEM上建立的地图和绿道进行漫游；
步骤C中，在DEM中对指定区域矢量化的底图进行高程数据赋值且高程划分，以方便在不同的高程面上，建立不同的建筑或地物实现在DEM上建立地图和绿道；通过稻歌截图器获得底图后，在底图上沿着山体方向制作等高线，通过DEM分析中的视线范围分析得到地面高度；此时获得的高程值不是地形的高程值，而是“地形 树木/地形 建筑”的高程，所以此时需要获取树木和建筑的高度；获取树木和建筑的高度之后与“地形 树木/地形 建筑”的高程做差，然后每个等高线做平均值后，获得地形的高程；输入完要素后，为各个有高程的要素赋予比较真实的高程数据，右键图层，编辑属性结构，新建高程属性，选择双精度字段，然后查看属性表，在高程一栏输入建筑的高程；在“DEM分析”中查询获取底图的高程数值；获取底图中树木和建筑的高度；将获取树木和建筑的高度与查询的高程值做差获得地形的高程；对获取到高程的地形进行不同高度的划分层次在不同的高程面上，建立不同的建筑或地物实现在DEM上建立地图和绿道；
根据计算后得到的高程数据在影像数据上沿着山体方向制作等高线，并依据定位点赋予等高线高程数据；选择好以后使用栅格化并选择存放路径创建地形DEM；绘制后生成的DEM；在地图文档右键新建一个场景，在新场景上添加地形图层；将二维矢量数据添加至场景，对区要素进行生成封闭面的操作，在输出设置必须需要依附地形图层，否则建筑将不会建立在地形上。
2. 根据权利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述步骤B中还包括以下步骤：
B1、根据底图上建筑物的轮廓造区并沿着道路分别制作建筑物和绿道。
3. 根据权利要求2所述的建模方法，其特征在于，所述步骤C中还包括以下步骤：
C1、在“DEM分析”中查询获取底图的高程数值；
C2、获取底图中树木和建筑的高度；
C3、将获取树木和建筑的高度与查询的高程值做差获得地形的高程；
C4、对获取到高程的地形进行不同高度的划分层次在不同的高程面上，建立不同的建筑或地物实现在DEM上建立地图和绿道。
4. 根据权利要求3所述的建模方法，其特征在于，所述步骤D中还包括以下步骤：
D1、在DEM中将二维矢量数据生成水平面将建筑物和绿道依附于地形上。
5. 根据权利要求4所述的建模方法，其特征在于，所述步骤A中还包括以下步骤：
A1、将下载截取的底图在进行栅格矫正；
A2、对实地勘测提取实物材质进行底图修整。
6. 根据权利要求5所述的建模方法，其特征在于，所述步骤F中空间分析包括地表距离测量分析、坡度坡向分析、可视分析、日照分析及地形剖切分析；所述坡度坡向分析采用的函数：
(1)
A＝270° arctg(fy/fx)-90°fx/f|fx|，(2)，其中S坡度，A坡向，fx是南北方向高程变化率，fy是东西方向高程变化率。
7. 一种基于DEM真三维地图及绿道的建模系统，其特征在于，该建模系统包括：
底图制作模块，用于利用Bigemap地图截取器在BigeMap下载的地图上截取指定区域的遥感底图并通过实测的GPS数据对底图进行校正；
矢量化模块，用于对截取指定区域的底图的要素进行矢量化；
赋值模块，用于在DEM中对指定区域矢量化的底图进行高程数据赋值；
制作三维模型模块，用于根据赋值高程数据的底图在MapGIS、3DMAX分别制作三维模型；
融合黏贴模块，用于在MapGIS中将MapGIS三维模型和3DMAX三维模型进行融合并进行材质黏贴；
分析查询模块，用于对黏贴材质后的三维模型进行空间分析和属性查询；
漫游模块，用于对在DEM上建立的地图和绿道进行漫游；
赋值模块中，在DEM中对指定区域矢量化的底图进行高程数据赋值且高程划分，以方便在不同的高程面上，建立不同的建筑或地物实现在DEM上建立地图和绿道；通过稻歌截图器获得底图后，在底图上沿着山体方向制作等高线，通过DEM分析中的视线范围分析得到地面高度；此时获得的高程值不是地形的高程值，而是“地形 树木/地形 建筑”的高程，所以此时需要获取树木和建筑的高度；获取树木和建筑的高度之后与“地形 树木/地形 建筑”的高程做差，然后每个等高线做平均值后，获得地形的高程；输入完要素后，为各个有高程的要素赋予比较真实的高程数据，右键图层，编辑属性结构，新建高程属性，选择双精度字段，然后查看属性表，在高程一栏输入建筑的高程；在“DEM分析”中查询获取底图的高程数值；获取底图中树木和建筑的高度；将获取树木和建筑的高度与查询的高程值做差获得地形的高程；对获取到高程的地形进行不同高度的划分层次在不同的高程面上，建立不同的建筑或地物实现在DEM上建立地图和绿道；
根据计算后得到的高程数据在影像数据上沿着山体方向制作等高线，并依据定位点赋予等高线高程数据；选择好以后使用栅格化并选择存放路径创建地形DEM；绘制后生成的DEM；在地图文档右键新建一个场景，在新场景上添加地形图层；将二维矢量数据添加至场景，对区要素进行生成封闭面的操作，在输出设置必须需要依附地形图层，否则建筑将不会建立在地形上。8、根据权利要求7所述的建模系统，其特征在于，所述矢量化模块中还包括：
制图单元，用于根据底图上建筑物的轮廓造区并沿着道路分别制作建筑物和绿道。
9. 根据权利要求8所述的建模系统，其特征在于，所述赋值模块中还包括：
高程查询单元，用于在“DEM分析”中查询获取底图的高程数值；
高度获取单元，用于获取底图中树木和建筑的高度；
地形高程获取单元，用于将获取树木和建筑的高度与查询的高程值做差获得地形的高程；
层次划分单元，用于对获取到高程的地形进行不同高度的划分层次在不同的高程面上，建立不同的建筑或地物实现在DEM上建立地图和绿道。
10. 根据权利要求9所述的建模系统，其特征在于，所述分析查询模块之后还包括：
建筑物及绿道依附单元，用于在DEM中将二维矢量数据生成水平面将建筑物和绿道依附于地形上；
所述底图制作模块中还包括：
矫正单元，用于将下载截取的底图在进行栅格矫正；
修整单元，用于对实地勘测提取实物材质进行底图修整；
所述分析查询模块中空间分析包括地表距离测量分析、坡度坡向分析、可视分析、日照分析及地形剖切分析；所述坡度坡向分析采用的函数：
(1)
A＝270° arctg(fy/fx)-90°fx/|fx|，(2)，其中S坡度，A坡向，fx是南北方向高程变化率，fy是东西方向高程变化率。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年01月23日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，对原权利要求1、7进行了进一步限定。复审请求人认为：（1）对比文件1不具有特征“步骤F中……垂直距离”；对比文件1没有给出如何实现基于DEM真三维地图及绿道的建模的相关技术启示。对比文件1并没有公开材质黏贴，本领域技术人员也不会显而易见的想到对黏贴材质后的三维模型进行空间分析和属性查询，也就不会具体想到如何进行空间分析和属性查询，也就不会从对比文件2中寻找解决本申请技术问题的启示；即使能够从对比文件2得到启示，但是具体如何进行空间分析和属性查询并不是显而易见能够想到的；（2）对比文件1不具有特征“步骤C中，……建立在地形上”，并没有涉及任何与DEM相关的内容，也就是说对比文件1中并没有建立与数字高程模型相关的内容，而不同的模型设计中建立数字高程模型的具体操作过程是不同的。复审请求时新修改的权利要求1、7如下：
“1. 一种基于DEM真三维地图及绿道的建模方法，其特征在于，所述建模方法包括以下步骤：
A、利用Bigemap地图截取器在BigeMap下载的地图上截取指定区域的遥感底图并通过实测的GPS数据对底图进行校正；
B、对截取指定区域的底图的要素进行矢量化；
C、在DEM中对指定区域矢量化的底图进行高程数据赋值且高程划分；
D、根据赋值高程数据的底图在MapGIS、3DMAX分别制作三维模型；
E、在MapGIS中将MapGIS三维模型和3DMAX三维模型进行融合并进行材质黏贴；
F、对黏贴材质后的三维模型进行空间分析和属性查询；
G、对在DEM上建立的地图和绿道进行漫游；
步骤C中，在DEM中对指定区域矢量化的底图进行高程数据赋值且高程划分，以方便在不同的高程面上，建立不同的建筑或地物实现在DEM上建立地图和绿道；通过稻歌截图器获得底图后，在底图上沿着山体方向制作等高线，通过DEM分析中的视线范围分析得到地面高度，此时获得的高程值不是地形的高程值，而是“地形 树木/地形 建筑”的高程，所以此时需要获取树木和建筑的高度，获取树木和建筑的高度之后与“地形 树木/地形 建筑”的高程做差，然后每个等高线做平均值后，获得地形的高程，输入完要素后，为各个有高程的要素赋予比较真实的高程数据，右键图层，编辑属性结构，新建高程属性，选择双精度字段，然后查看属性表，在高程一栏输入建筑的高程，在“DEM分析”中查询获取底图的高程数值；获取底图中树木和建筑的高度；将获取树木和建筑的高度与查询的高程值做差获得地形的高程；对获取到高程的地形进行不同高度的划分层次在不同的高程面上，建立不同的建筑或地物实现在DEM上建立地图和绿道；
根据计算后得到的高程数据在影像数据上沿着山体方向制作等高线，并依据定位点赋予等高线高程数据；选择好以后使用栅格化并选择存放路径创建地形DEM，绘制后生成的DEM，在地图文档右键新建一个场景，在新场景上添加地形图层，将二维矢量数据添加至场景，对区要素进行的操作，在输出设置必须需要依附地形图层，否则建筑将不会建立在地形上；
步骤F中，首先对坡度坡向分析，地表上某点的坡度S、坡向A是地形曲面函数Z＝f(x，y)在东西、南北方向上高程变化率的函数，即：
(1)
A＝270° arctg(fy/fx)-90°fx/|fx|，(2)，式中fx是南北方向高程变化率，fy是东西方向高程变化率；由(1)、(2)两式知，求解地面某点的坡度和坡向，关键是求解fx和fy；格网DEM是以离散形式表示地形曲面且曲面函数一般也不知道，因此在格网DEM上对fx和fy的求解，一般是在局部范围(3×3移动窗口)内，通过数值微分方法或局部曲面拟合方法进行；根据对fx和fy的计算方法，DEM上利用3×3移动窗口进行坡度坡向计算的数学模型和计算公式归纳；其次对地图及绿道进行可视化分析；该功能计算某一观测点在某一分析区域内，哪些区域可见，哪些区域不可见，即视域分析；系统将以不同的颜色表示观察点在区域的可视区域与不可视区域；再次对地图及绿道中的地标距离测量进行分析；该功能是在三维地形上计算出两点之间沿地形起伏的距离值；该功能提供了4种量算方式：地表距离、水平距离、直接距离、垂直距离。”
“7. 一种基于DEM真三维地图及绿道的建模系统，其特征在于，该建模系统包括：
底图制作模块，用于利用Bigemap地图截取器在BigeMap下载的地图上截取指定区域的遥感底图并通过实测的GPS数据对底图进行校正；
矢量化模块，用于对截取指定区域的底图的要素进行矢量化；
赋值模块，用于在DEM中对指定区域矢量化的底图进行高程数据赋值；在DEM中对指定区域矢量化的底图进行高程数据赋值且高程划分，以方便在不同的高程面上，建立不同的建筑或地物实现在DEM上建立地图和绿道；通过稻歌截图器获得底图后，在底图上沿着山体方 向制作等高线，通过DEM分析中的视线范围分析得到地面高度，此时获得的高程值不是地形的高程值，而是“地形 树木/地形 建筑”的高程，所以此时需要获取树木和建筑的高度，获取树木和建筑的高度之后与“地形 树木/地形 建筑”的高程做差，然后每个等高线做平均值后，获得地形的高程，输入完要素后，为各个有高程的要素赋予比较真实的高程数据，右键图层，编辑属性结构，新建高程属性，选择双精度字段，然后查看属性表，在高程一栏输入建筑的高程，在“DEM分析”中查询获取底图的高程数值；获取底图中树木和建筑的高度；将获取树木和建筑的高度与查询的高程值做差获得地形的高程；对获取到高程的地形进行不同高度的划分层次在不同的高程面上，建立不同的建筑或地物实现在DEM上建立地图和绿道；
根据计算后得到的高程数据在影像数据上沿着山体方向制作等高线，并依据定位点赋予等高线高程数据；选择好以后使用栅格化并选择存放路径创建地形DEM，绘制后生成的DEM，在地图文档右键新建一个场景，在新场景上添加地形图层，将二维矢量数据添加至场景，对区要素进行的操作，在输出设置必须需要依附地形图层，否则建筑将不会建立在地形上；
制作三维模型模块，用于根据赋值高程数据的底图在MapGIS、3DMAX分别制作三维模型；
融合黏贴模块，用于在MapGIS中将MapGIS三维模型和3DMAX三维模型进行融合并进行材质黏贴；
分析查询模块，用于对黏贴材质后的三维模型进行空间分析和属性查询；首先对坡度坡向分析，地表上某点的坡度S、坡向A是地形曲面函数Z＝f(x，y)在东西、南北方向上高程变化率的函数，即：
(1)
A＝270° arctg(fy/fx)-90°fx/|fx|，(2)，式中fx是南北方向高程变化率，fy是东西方向高程变化率；由(1)、(2)两式知，求解地面某点的坡度和坡向，关键是求解fx和fy；格网DEM是以离散形式表示地形曲面且曲面函数一般也不知道，因此在格网DEM上对fx和fy的求解， 一般是在局部范围(3×3移动窗口)内，通过数值微分方法或局部曲面拟合方法进行；根据对fx和fy的计算方法，DEM上利用3×3移动窗口进行坡度坡向计算的数学模型和计算公式归纳；其次对地图及绿道进行可视化分析；该功能计算某一观测点在某一分析区域内，哪些区域可见，哪些区域不可见，即视域分析；系统将以不同的颜色表示观察点在区域的可视区域与不可视区域；再次对地图及绿道中的地标距离测量进行分析；该功能是在三维地形上计算出两点之间沿地形起伏的距离值；该功能提供了4种量算方式：地表距离、水平距离、直接距离、垂直距离。
漫游模块，用于对在DEM上建立的地图和绿道进行漫游。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年02月03日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为，（1）对比文件1已经公开了通过稻歌截获器获得GOOGLE MAP的二维信息以及地形信息，使用MAPGIS K9软件建立基础三维场景，并完成与3DMAX软件制作的模型相融合，最后实现了真三维可视化场景漫游，降低了三维几何获取工作量，降低了建模费用，提高工作效率，可见其中有包含建模的过程，并且本申请权利要求1中包含“对在DEM上建立的地图和绿道进行漫游”，建模之后的目的是进行漫游。
（2）对比文件1已经公开了结合GIS的空间分析技术，通过人机交互，可实现三维场景浏览、属性查询、路径分析等功能，为了体现真三维虚拟校园的真实客观性，增强空间分析的可利用性，必须将三维的校园景观地物叠加高程模型(DEM)基础上本领域技术人员有动机将现有技术中对空间分析应用到对比文件1中实现空间分析。在建立三维模型领域中，材质黏贴为常用的技术手段。
（3）对比文件1公开了：利用稻歌截获器截取的GOOGLE EARTH地形图的等高线高程数据Hi，所测得的平均荔枝树高度Li，得到山坡等高线的高程数据Zi＝Hi-Li，由于同一等高线在理论上是一致的，可以用一个高程值来表示，Z值如式：再通过“离散数据网格化”，获得山坡的DEM。所以在DEM表面建立树木时，要针对不同等高线上的树木建立不同的“线图层”，然后赋予每个图层不同的高程值，同时树木的差值距离也要有所改变。其中，山坡的DEM就是地形的高程，所测得的平均荔枝树高度Li为树木的高度，截取的GOOGLE EARTH地形图的等高线高程数据Hi为包含了地形 树木的高程，得到山坡等高线的高程数据Zi＝Hi-Li为获取树木和建筑的高度之后与“地形 树木/地形 建筑”的高程做差。因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年08月12日向复审请求人发出复审通知书，其中引用的对比文件与驳回决定引用的对比文件相同，该通知书中指出：权利要求1-10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的意见，合议组认为：首先，对比文件1给出了实现基于DEM真三维地图相关技术启示。①对比文件1说明书第[0070]段提到：必须将三维的校园景观地物叠加在高程模型（DEM）基础上。②对比文件1说明书第[0071]-[0072]段提到：利用稻歌截获器截取的GOOGLE EARTH地形图的等高线高程数据Hi，所测得的平均荔枝树高度Li，得到山坡等高线的高程数据Zi＝Hi-Li（也就是说，公开了获取树木和建筑的高度之后与“地形 树木”/“地形 建筑”的高程做差），由于同一等高线在理论上是一致的，可以用一个高程值来表示，Z值如式（也就是说每个等高线做平均值）：再通过“离散数据网格化”，获得山坡的DEM（也就是说获得地形的高程）；在DEM表面建立树木时，要针对不同等高线上的树木建立不同的“线图层”，然后赋予每个图层不同的高程值，同时树木的差值距离也要有所改变（也就是赋予高程数据）。
其次，关于材质黏贴，对比文件1中说明书第[0064]段公开了材质制作、编辑的过程。三维模型制作过程中进行材质黏贴，尤其是在融合两种不同类型的三维模型的过程中实现材质黏贴是常规手段。
最后，对比文件1说明书第[0003]段提到：与二维GIS相比，三维GIS以立体造型技术给用户展现地理空间现象，更具有现实的逼真效果。结合GIS的空间分析技术，通过人机交互，可实现三维场景浏览、属性查询、路径分析等功能，在更大程度上满足用户的各种需求。说明书第[0075]段又提到：本文以深圳职业技术学院东校区为例，针对目前普遍存在三维几何数据获取工作量大，建模费用高的问题，分析研究通过稻歌截获器获得GOOGLE MAP的二维信息以及地形信息，使用MAPGIS K9软件建立基础三维场景，并完成与3DMAX软件制作的模型相融合，最后实现了真三维可视化场景漫游。也就是说从对比文件1可以想到如何实现三维场景浏览、属性查询、路径分析等功能。在这种基础上，本领域技术人员有动机去寻求进行三维场景中空间分析和属性查询的方法。而对比文件2公开的基于DEM的坡度、坡向信息提取算法给出了将此内容应用于对比文件1以解决利用高程信息计算坡度坡向问题的启示，而对地图所进行的可视化分析、地标距离测量分析均为本领域技术人员对三维模型进行空间分析的常规手段。因此，在对比文件1公开可视化真三维图的制作方法的基础上，结合对比文件2给出的启示及常规手段得到对可视化真三维场景的空间分析功能对本领域技术人员来说显而易见的。
复审请求人于2019年09月27日提交了意见陈述书，没有修改申请文件。复审请求人认为：（1）对比文件1没有给出如何实现基于DEM真三维地图及绿道的建模的相关技术启示。（2）对比文件1不具有特征“步骤F中……垂直距离”。在对比文件1公开的先进行材质黏贴再进行模型融合的基础上，本领域技术人员是不会显而易见的想到在MapGIS中将MapGIS三维模型和3DMAX三维模型进行融合并进行材质黏贴，以及对黏贴材质后的三维模型进行空间分析和属性查询，也就不会具体想到如何进行空间分析和属性查询，从而也不会从对比文件中去寻找解决本申请技术问题的启示。即使想到从对比文件2得到对三维模型进行空间分析和属性查询，仅根据对比文件2记载的两个公式也不可能顺利完成空间分析以及属性查询，因此，在对比文件2的基础上本领域技术人员也不能得到具体进行空间分析和属性查询的方法。（3）对比文件1不具有“步骤C中，……建立在地形上”；对比文件1中并没有建立与数字高程模型相关的内容，而不同的模型设计中建立数字高程模型的具体操作过程是不同的。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人于2019年01月23日提出复审请求时提交了权利要求书全文修改替换页，经审查，该修改符合专利法实施细则第61条第1款和专利法第33条的规定。本决定所依据的审查文本为：申请日2015年11月04日提交的摘要附图、说明书摘要、说明书第1-123段、说明书附图图1-3；2019年01月23日提交的权利要求第1-10项。
专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果一项权利要求所要求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，但现有技术已经给出了将上述区别技术特征应用于该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示，那么对本领域技术人员来说该权利要求所要求保护的技术方案是显而易见的，从而不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
本复审决定引用的对比文件与驳回决定和复审通知书引用的对比文件相同，即：
对比文件1：CN103971414A，公开日为2014年08月06日，其作为最接近的现有技术。
对比文件2：“DEM提取坡度·坡向算法的对比研究”，李粉玲等，安徽农业科学，第36卷第17期，公开日为2008年12月31日。
权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1要求保护一种基于DEM真三维地图及绿道的建模方法。对比文件1公开了一种可视化真三维图的制作方法（参见说明书第[0002]段-第[0090]段，图1-9）：步骤S1中，利用截图软件截取具有经纬度信息的GOOGLE地图及高程信息的地形图；把“稻歌Google Map截获器”下载的影像导入到数据库中，影像是红色的，建筑的纹理也不清晰，所以需要在“遥感处理系统”中进行处理，选择“色彩设置”，重新配置“R、G、B波段”改变影像的颜色；步骤S2中，用GPS测量测出几个典型坐标点对地图进行栅格数据校正；因为Google Map存在坐标加密与偏移的情况，稻歌Google Map同样也会有坐标偏移和少许偏差，这种偏差基本上在500M左右，所以，对“底图”进行栅格矫正（相当于A、利用地图截取器在下载的地图上截取指定区域的遥感底图，并通过实测的GPS数据对底图进行校正）；
步骤S3中，将截取的底图利用MAPGIS K9软件进行二维矢量底图制作；在三维建筑平台中，公路、人行道、树木、围墙都是通过“线文件”建立的，所以将其放在线图层中；而建筑物、人工湖以及田径场放在线图层当中，是因为可以通过“线转弧造区”建立区图层（相当于B、对截取指定区域的底图的要素进行矢量化）；
为了体现真三维虚拟校园的真实客观性，增强空间分析的可利用性，必须将三维的校园景观地物叠加在高程模型(DEM)基础上；本研究利用稻歌截获器截取的GOOGLE EARTH地形图的等高线高程数据 Hi，所测得的平均荔枝树高度Li，得到山坡等高线的高程数据Zi＝Hi-Li，由于同一等高线在理论上是一致的，可以用一个高程值来表示，Z值如式：再通过“离散数据网格化”，获得山坡的DEM；基于DEM表面建立树木，如图6、7所示；通过两幅图片的对比可以得知属性对比，如图8所示；所以在DEM表面建立树木时，要针对不同等高线上的树木建立不同的“线图层”，然后赋予每个图层不同的高程值，同时树木的差值距离也要有所改变（相当于C、在DEM中对指定区域矢量化的底图进行高程数据赋值且高程划分；在DEM中对指定区域矢量化的底图进行高程数据赋值且高程划分，以方便在不同的高程面上，建立不同的建筑或地物实现在DEM上建立地图；通过稻歌截图器获得底图后，在底图上沿着山体方向制作等高线，通过DEM分析中的视线范围分析得到地面高度，此时获得的高程值不是地形的高程值，而是“地形 树木/地形 建筑”的高程，所以此时需要获取树木和建筑的高度，获取树木和建筑的高度之后与“地形 树木/地形 建筑”的高程做差，然后每个等高线做平均值后，获得地形的高程，输入完要素后，为各个有高程的要素赋予比较真实的高程数据；对获取到高程的地形进行不同高度的划分层次在不同的高程面上，建立不同的建筑或地物实现在DEM上建立地图）；
步骤S5中，利用MAPGIS K9软件进行真三维图地物模型制作；首先把通过Google Earth获取的校园底图进行矢量化，完成矢量化后新建一个线图层，在矢量化后的底图中画出建筑物的外形，再通过“线转弧段转区”转换成区图层并设置图层的高程属性以及名称；然后打开MAPGIS K9三维平台软件，选择关联二维数据库，并新建一个三维数据库。接着选择景观建模工具，打开建筑图层，选择顶面高程属性作为拉伸字段，实现建筑物三维自动建模；步骤S6中，利用3DMAX软件进行真三维图的其余模型制作（相当于根据赋值高程数据的底图在MapGIS、3DMAX分别制作三维模型）；
步骤S7中，将3MAPGIS K9与3DMAX制作的各个模型进行融合；打开MAPGIS K9中的“键盘定位”，添加3DMAX文件，并将查询到的经纬度坐标输入进去，设好缩放比，从而让两种模型的建筑物有相同的尺度与坐标，进而进行融合；场景融合，将用MAPGIS K9三维平台制作可视化校园的主体，包括各类建筑模型、三维地形、湖泊、树林等，再将3DMAX制作的不规则形状模型融合到MAPGIS K9三维平台制作可视化校园的主体中去，可以充分发挥两种软件的优势，从而使真三维可视化校园跟逼真更细腻。融合的关键在于根据MAPGIS K9三维模型确定好3DMAX模型的正确尺寸，准确定位需融合处的地理坐标，从而使3DMAX模型在地图中快速找到位置，如图9所示（相当于在MapGIS中将MapGIS三维模型和3DMAX三维模型进行融合）；
目前许多高校相继建立了基于GIS的虚拟校园系统；与二维GIS相比，三维GIS以立体造型技术给用户展现地理空间现象，更具有现实的逼真效果；结合GIS的空间分析技术，通过人机交互，可实现三维场景浏览、属性查询、路径分析等功能，在更大程度上满足用户的各种需求；本文以深圳职业技术学院东校区为例，针对目前普遍存在三维几何数据获取工作量大，建模费用高的问题，分析研究通过稻歌截获器获得GOOGLE MAP的二维信息以及地形信息，使用MAPGISK9软件建立基础三维场景，并完成与3DMAX软件制作的模型相融合，最后实现了真三维可视化场景漫游（相当于对三维模型进行空间分析和属性查询）；
为了体现真三维虚拟校园的真实客观性，增强空间分析的可利用性，必须将三维的校园景观地物叠加在高程模型(DEM)基础上；步骤S8中，将融合的模型进行路径漫游生成可视化真三维图（相当于对在DEM上建立的地图进行漫游）。
权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，其区别特征在于：
（1）利用Bigemap地图截取器，地图由BigeMap下载；在DEM上建立绿道；对两种三维模型进行材质黏贴；
（2）右键图层，编辑属性结构，新建高程属性，选择双精度字段，然后查看属性表，在高程一栏输入建筑的高程，在“DEM分析”中查询获取底图的高程数值；获取底图中树木和建筑的高度；将获取树木和建筑的高度与查询的高程值做差获得地形的高程；根据计算后得到的高程数据在影像数据上沿着山体方向制作等高线，并依据定位点赋予等高线高程数据；选择好以后使用栅格化并选择存放路径创建地形DEM，绘制后生成的DEM，在地图文档右键新建一个场景，在新场景上添加地形图层，将二维矢量数据添加至场景，对区要素进行的操作，在输出设置必须需要依附地形图层，否则建筑将不会建立在地形上；
（3）步骤F中，首先对坡度坡向分析，地表上某点的坡度S、坡向A是地形曲面函数Z＝f(x，y)在东西、南北方向上高程变化率的函数，即：,(1)
A＝270° arctg(fy/fx)-90°fx/|fx|，(2)，式中fx是南北方向高程变化率，fy是东西方向高程变化率；由(1)、(2)两式知，求解地面某点的坡度和坡向，关键是求解fx和fy；格网DEM是以离散形式表示地形曲面且曲面函数一般也不知道，因此在格网DEM上对fx和fy的求解，一般是在局部范围(3×3移动窗口)内，通过数值微分方法或局部曲面拟合方法进行；根据对fx和fy的计算方法，DEM上利用3×3移动窗口进行坡度坡向计算的数学模型和计算公式归纳；其次对地图及绿道进行可视化分析；该功能计算某一观测点在某一分析区域内，哪些区域可见，哪些区域不可见，即视域分析；系统将以不同的颜色表示观察点在区域的可视区域与不可视区域；再次对地图及绿道中的地标距离测量进行分析；该功能是在三维地形上计算出两点之间沿地形起伏的距离值；该功能提供了4种量算方式：地表距离、水平距离、直接距离、垂直距离。
基于上述区别特征可以确定，权利要求1实际解决的技术问题是：如何具体实现对矢量化地图进行数据赋值且高程划分的计算机操作步骤，如何对三维模型进行空间分析。
关于区别特征（1）：在地图处理领域中，使用何种软件进行地图下载，使用何种截图软件进行截图处理，是本领域技术人员可以根据不同的需求进行不同的选择。使用Bigemap截取Bigemap下载的地图为本领域技术人员在处理地图时采用的常用技术手段。
对比文件1已公开以深圳职业技术学院东校区为例，实现真三维可视化场景漫游的过程中，建立公路、人行道、树木、围墙等，因此而得到实现“绿道”的三维实现对本领域技术人员来说是无需付出创造性劳动即可容易想到的。
对比文件1公开（参见说明书第[0064]段）：MAPGIS K9软件进行真三维图的材质制作；对学校各个建筑进行拍摄，收集材质；主要通过PS软件进行图片剪切、旋转、修改，最终达到真实的地物效果；在三维景观平台中编辑材质，新建纹理，设置材质参数的“alpha检测”信息，【检测函数】：大于等于通过；【参照值】：100；保存后，此材质即为透明材质。即对比文件1已公开编辑导入材质，而三维模型制作过程中进行材质黏贴，尤其是在融合两种不同类型的三维模型的过程中实现材质黏贴是常规手段。
关于区别特征（2）：对图层进行属性编辑、制作等高线、绘制DEM，以及将二维矢量数据添加至新场景，对区要素进行的操作比如进行生成封闭面的操作等均属于使用软件的具体操作步骤说明，为设置操作规程和操作规范，属于本领域技术人员操作软件时所采用的常用手段。
关于区别特征（3）：对比文件2公开了（“DEM提取坡度·坡向算法的对比研究”，李粉玲等，《安徽农业科学》，第36卷第17期，2008年12月31日）公开了一种基于DEM的坡度、坡向信息提取算法，并具体公开了（参见论文第7355- 7357页）：基于DEM的坡度、坡向信息提取，进行坡度提取时，常采用简化的差分公式，完整的数学表示为：，式中，fx为X方向(东西)上的高程变化率；fy为Y方向(南北)上的高程变化率，。坡度、坡向的计算方法有很多，经证明，拟合曲面法是解球坡度、坡向的最佳方法；一般，采用二次曲面，使用一个3×3窗口，针对每个窗口为中心为一个高程点，通过在X及Y方向上的高程变化率来拟合窗口中心处的坡度、坡向数值。
对比文件2中公开的上述特征在对比文件2中所起的作用与所述区别特征在该权利要求中所起的作用相同，都是如何利用高程信息计算坡度坡向。因此，对比文件2给出了将上述技术特征应用于对比文件1中以解决如何利用高程信息计算坡度坡向技术问题的启示。
而对地图所进行的可视化分析、地标距离测量分析均为本领域技术人员对三维模型进行空间分析的常规手段。
在对比文件1公开可视化真三维图的制作方法的基础上，结合对比文件2给出的启示及常规手段得到对可视化真三维场景的空间分析功能对本领域技术人员来说显而易见的。因此，权利要求1要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（2-2）权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2对权利要求1作了进一步限定。对比文件1中公开了（参见说明书第[0002]段-第[0090]段，图1-9）：在矢量化后的底图中画出建筑物的外形，再通过“线转弧段转区”转换成区图层并设置图层的高程属性以及名称；然后打开MAPGIS K9三维平台软件，选择关联二维数据库，并新建一个三维数据库；接着选择景观建模工具，打开建筑图层，选择顶面高程属性作为拉伸字段，实现建筑物三维自动建模。而在本领域中，沿着道路分别制作建筑物和绿道为常用的技术手段。
因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（2-3）权利要求3-4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求3对权利要求1作了进一步限定，权利要求4对权利要求3作了进一步限定。对比文件1公开了（参见说明书第[0002]段-第[0090]段，图1-9）：为了体现真三维虚拟校园的真实客观性，增强空间分析的可利用性， 必须将三维的校园景观地物叠加在高程模型(DEM)基础上；利用稻歌截获器截取的GOOGLE EARTH地形图的等高线高程数据Hi，所测得的平均荔枝树高度Li，得到山坡等高线的高程数据Zi＝Hi-Li，由于同一等高线在理论上是一致的，可以用一个高程值来表示，Z值如式：再通过“离散数据网格化”，获得山坡的DEM，在DEM表面建立树木时，要针对不同等高线上的树木建立不同的 “线图层”，然后赋予每个图层不同的高程值，同时树木的差值距离也要有所改变。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求3-4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（2-4）权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求5对权利要求4作了进一步限定。对比文件1公开了（参见说明书第[0002]段-第[0090]段，图1-9）：用GPS测量测出几个典型坐标点对地图进行栅格数据校正，通过“稻歌Google Map截获器”下载的底图是有经纬度的，通过稻歌Google Map所截取的图的坐标与Google Map的坐标精度完全一致，因此，其精度完全取决于Google Map的精度，因为Google Map存在坐标加密与偏移的情况，稻歌Google Map同样也会有坐标偏移和少许偏差，这种偏差基本上在500M左右，所以对“底图”进行栅格矫正；对学校各个建筑进行拍摄，收集材质；主要通过PS软件进行图片剪切、旋转、修改，最终达到真实的地物效果。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求5也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（2-5）权利要求6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求6对权利要求5作了进一步限定。对比文件2公开了（“DEM提取坡度·坡向算法的对比研究”，李粉玲等，《安徽农业科学》，第36卷第17期，2008年12月31日）公开了一种基于DEM的坡度、坡向信息提取算法，并具体公开了（参见论文第7355- 7357页）：基于DEM的坡度、坡向信息提取，进行坡度提取时，常采用简化的差分公式，完整的数学表示为：，式中，fx为X方向(东西)上的高程变化率；fy为Y方向(南北)上的高程变化率，。
另外，在三维建模领域中，对模型的空间分析包括地表距离测量分析、坡度坡向分析、可视分析、日照分析及地形剖切分析为常用的技术手段。
因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求6也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（2-6）权利要求7-9不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求7要求保护的一种基于DEM真三维地图及绿道的建模系统是与权利要求1要求保护的基于DEM真三维地图及绿道的建模方法所一一对应的产品权利要求，基于相同的理由，在对比文件1、对比文件2结合常规技术手段的基础上，权利要求7所要求保护的方案对于本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（2-7）权利要求8-9不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求8-9要求保护的一种基于DEM真三维地图及绿道的建模系统是与权利要求2-3要求保护的基于DEM真三维地图及绿道的建模方法所一一对应的产品权利要求，基于相同的理由，在对比文件1、对比文件2结合常规技术手段的基础上，权利要求8-9所要求保护的方案对于本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求8-9不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（2-8）权利要求10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求10对权利要求9作了进一步限定。对比文件1公开了（参见说明书第[0002]段-第[0090]段，图1-9）：为了体现真三维虚拟校园的真实客观性，增强空间分析的可利用性， 必须将三维的校园景观地物叠加在高程模型(DEM)基础上；利用稻歌截获器截取的GOOGLE EARTH地形图的等高线高程数据Hi，所测得的平均荔枝树高度Li，得到山坡等高线的高程数据Zi＝Hi-Li，由于同一等高线在理论上是一致的，可以用一个高程值来表示，Z值如式：再通过“离散数据网格化”，获得山坡的DEM，在DEM表面建立树木时，要针对不同等高线上的树木建立不同的 “线图层”，然后赋予每个图层不同的高程值，同时树木的差值距离也要有所改变。
用GPS测量测出几个典型坐标点对地图进行栅格数据校正，通过“稻歌Google Map截获器”下载的底图是有经纬度的，通过稻歌Google Map所截取的图的坐标与Google Map的坐标精度完全一致，因此，其精度完全取决于Google Map的精度，因为Google Map存在坐标加密与偏移的情况，稻歌Google Map同样也会有坐标偏移和少许偏差，这种偏差基本上在500M左右，所以对“底图”进行栅格矫正；对学校各个建筑进行拍摄，收集材质；主要通过PS软件进行图片剪切、旋转、修改，最终达到真实的地物效果。
对比文件2公开了（“DEM提取坡度·坡向算法的对比研究”，李粉玲等，《安徽农业科学》，第36卷第17期，2008年12月31日）公开了一种基于DEM的坡度、坡向信息提取算法，并具体公开了（参见论文第7355- 7357页）：基于DEM的坡度、坡向信息提取，进行坡度提取时，常采用简化的差分公式，完整的数学表示为：，式中，fx为X方向(东西)上的高程变化率；fy为Y方向(南北)上的高程变化率，。
另外，在三维建模领域中，对模型的空间分析包括地表距离测量分析、坡度坡向分析、可视分析、日照分析及地形剖切分析为常用的技术手段。
因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求10也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对复审请求人相关意见的评述
对于复审请求人在意见陈述书中的相关意见（具体参见本决定案由部分），合议组认为：
首先，对比文件1给出了实现基于DEM真三维地图及绿道的建模的相关技术启示。①对比文件1说明书第[0070]段提到：必须将三维的校园景观地物叠加在高程模型（DEM）基础上。②对比文件1说明书第[0071]-[0072]段提到：利用稻歌截获器截取的GOOGLE EARTH地形图的等高线高程数据Hi，所测得的平均荔枝树高度Li，得到山坡等高线的高程数据Zi＝Hi-Li（也就是说，公开了获取树木和建筑的高度之后与“地形 树木”/“地形 建筑”的高程做差），由于同一等高线在理论上是一致的，可以用一个高程值来表示，Z值如式（也就是说每个等高线做平均值）：再通过“离散数据网格化”，获得山坡的DEM（也就是说获得地形的高程）；在DEM表面建立树木时，要针对不同等高线上的树木建立不同的 “线图层”，然后赋予每个图层不同的高程值，同时树木的差值距离也要有所改变（也就是赋予高程数据）。③对比文件1说明书第[0074]段提到：将融合的模型进行路径漫游生成可视化真三维图。对比文件1已公开以深圳职业技术学院东校区为例，实现真三维可视化场景漫游的过程中，建立公路、人行道、树木、围墙等，因此而得到实现“绿道”的三维实现对本领域技术人员来说是容易想到的。
其次，关于材质黏贴。对比文件1中说明书第[0064]段公开了在MAPGIS中进行材质制作、编辑的过程，然而在三维模型制作过程中对需要显示的各种显示对象进行材质的选择、制作、编辑、显示效果以及不同材质的黏贴，尤其是在融合两种不同类型的三维模型的过程中实现材质黏贴是常规手段。
最后，对比文件1说明书第[0003]段提到：与二维GIS相比，三维GIS以立体造型技术给用户展现地理空间现象，更具有现实的逼真效果。结合GIS的空间分析技术，通过人机交互，可实现三维场景浏览、属性查询、路径分析等功能，在更大程度上满足用户的各种需求。说明书第[0075]段又提到：本文以深圳职业技术学院东校区为例，针对目前普遍存在三维几何数据获取工作量大，建模费用高的问题，分析研究通过稻歌截获器获得GOOGLE MAP的二维信息以及地形信息，使用MAPGIS K9软件建立基础三维场景，并完成与3DMAX软件制作的模型相融合，最后实现了真三维可视化场景漫游。也就是说从对比文件1可以想到如何实现三维场景浏览、属性查询、路径分析等功能。在这种基础上，本领域技术人员有动机去寻求进行三维场景中空间分析和属性查询的方法。而对比文件2公开的基于DEM的坡度、坡向信息提取算法给出了将此内容应用于对比文件1以解决利用高程信息计算坡度坡向问题的启示，而对地图所进行的可视化分析、地标距离测量分析均为本领域技术人员对三维模型进行空间分析的常规手段。因此，在对比文件1公开可视化真三维图的制作方法的基础上，结合对比文件2给出的启示及常规手段得到对可视化真三维场景的空间分析功能对本领域技术人员来说显而易见的。因此，对于复审请求人的理由，合议组不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年10月31日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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