[发明专利]一种基于瓦片地形建模和投影校正的沙盘构建方法

说明书

本发明公开了一种基于瓦片地形建模和投影校正的沙盘构建方法，包括：制作待沙盘构建区域的数字高程模型和数字正射影像图；对数字高程模型和数字正射影像图进行瓦片裁切；基于裁切后的数字高程模型和数字正射影像图进行影像纹理和起伏网格处理；将处理后的瓦片状数字高程模型和数字正射影像图进行合并，构建沙盘空间模型；根据预设的视点位置，对沙盘空间模型进行立体投影校正；基于校正后的沙盘空间模型，生成四幕投影显示数据；将四幕投影显示数据发送至四幕投影设备进行显示。通过该方法利用四块投影屏幕构建数字沙盘显示空间，极大改善了数字沙盘的显示方式，大大提高了数字沙盘的观看体验。

技术领域

本发明涉及一种基于瓦片地形建模和投影校正的沙盘构建方法，属于地理沙盘构建领域。

背景技术

沙盘通过模拟真实的三维地理环境，产生缩微的地表模型，直观地将三维地形进行展示。当前的沙盘有以下展现形式和特点：

传统物理沙盘，即利用泥沙等工业素材通过传统方法浇筑堆积而起的地理场景，它以实物三维的形式来表现地形地貌，能够细腻、逼真地再现地貌形态的高低起伏，能较好地显示地物地貌之间相互关系和位置，具备比二维平面地图更为明显的实用性和观赏性。但是缺点是占地面积大，制作工艺复杂，部署携带不方便，表现内容固定并且难以实时更新。

虚拟数字沙盘，摒弃了传统物理沙盘实体的表现形式，是以地形数据为基础，结合计算机图形图像技术生成3D地形，通过投影、液晶显示屏等介质投射出来的模拟沙盘形式。特点是可以动态的加载不同比例尺的数据，能够叠加不同类型的属性数据，信息量相对传统物理沙盘更丰富。但是缺点在于大多数字沙盘都是在水平面上部署，投射介质面积和沙盘比例尺成正比，即越精细的局部展示需要越大的投射介质面积，但是面积越大观看距离越远越难看到全貌，很难做到投射介质面积、沙盘比例尺和观感的协调。同时由于观察者通常在屏幕边缘观看沙盘，观察视野形成一个斜视锥，沙盘内容会形成不同的透视变形，达不到真正的三维观感，体验感较差。

沙盘的展现形式，传统物理沙盘多以地面单屏为主，数字沙盘市面上多为单屏、L型双屏或者弧幕形式显示，这几种显示方式表达的信息量有限，并且由于单屏、L屏和弧幕不能形成封闭的空间，无法给用户带来沉浸式的立体观赏体验。

发明内容

本发明的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种基于瓦片地形建模和投影校正的沙盘构建方法，提高数字沙盘的灵活性和展示效果，给用户提供更为生动、形象的三维立体沙盘观感和体验。

根据本发明实施例，提供了一种基于瓦片地形建模和投影校正的沙盘构建方法，包括：

步骤101，基于航空扫描影像制作待沙盘构建区域的数字高程模型和数字正射影像图；

步骤102，基于地理空间的分幅分块的空间划分，对所述数字高程模型和数字正射影像图进行瓦片裁切；

步骤103，基于所述瓦片裁切后的数字高程模型和数字正射影像图进行影像纹理和起伏网格处理；

步骤104，将所述处理后的瓦片状数字高程模型和数字正射影像图进行合并，构建沙盘空间模型；

步骤105，根据预设的视点位置，对所述沙盘空间模型进行立体投影校正；

步骤106，基于所述校正后的沙盘空间模型，生成四幕投影显示数据；所述四幕包括：正面幕、底面幕、左侧幕、右侧幕；

步骤107，将所述四幕投影显示数据发送至四幕投影设备进行显示。

所述基于地理空间的分幅分块的空间划分，对所述数字高程模型和数字正射影像图进行瓦片裁切，包括：

计算单个区块的地理分辨率；

基于所述数字高程模型和数字正射影像图构建空间金字塔索引；

计算金字塔逐层分辨率大小；