[发明专利]一种基于地理语义的移动端三维城市动态建模方法

说明书

本发明公开一种基于地理语义的移动端三维城市动态建模方法，体包括以下步骤：基于地理语义描述方法构建城市人工建筑设施和自然地理实体的分类描述信息及语义规则库；构建地理语义库分类映射解析模块,解析当前视窗范围内的基于地理语义库存储和组织的语义模型；构建模型组成部件立体几何轮廓构造模块；构建三维模型动态渲染及优化显示模块，完成对三维城市的动态构建及渲染显示。基于本发明构建的虚拟三维城市具有灵活的动态构造能力，三维场景可以根据视窗范围和视角位置地态构建和生成，最大限度地降低对硬件资源的使用率，提高绘制效率，以满足移动平台的显示和渲染需求。

技术领域

本发明涉及地理信息以及三维数字技术，具体涉及一种基于地理语义的移动端三维城市动态建模方法。

背景技术

虚拟三维城市是数字城市和智慧城市建设的重要内容和基础支撑技术，虚拟化的三维城市突破了传统二维地图的局限，具有对现实城市综合地理信息更好的展示和表达能力，从空中到地下、从室外到室内、从自然地理实体到人工建筑设施全方位多视角对城市进行虚拟三维建模，虚拟三维城市在城市公共安全、城市交通运行、城市环境保护等城市综合管理方面有着广泛和深入的应用。

目前，国内外面向三维城市的建模方法主要有三种：1)基于三维地球渲染引擎或三维图形渲染引擎，以二次开发的方式构建虚拟三维城市。利用这类引擎提供的三维模型渲染及场景管理相关的二次开发接口，构建三维虚拟城市；如基于ArcGlobe、Unity3D、OSG等平台和技术二次开发实现的虚拟三维城市；2)基于商业化批量建模软件构建虚拟三维城市，如CityEngine、SketchUp等。此类专业化建模平台的集模型批量构建与场景管理于一体，用户只需要基于该软件相关操作方法，即可构建虚拟三维城市；3)基于底层图形开发接口，如OpenGL,D3D，开发模型几何构建、模型渲染、场景管理等功能，根据实际需求，实现虚拟三维城市构建。

上述三维城市构建方法存在的缺点主要包括：1)第三方虚拟地球引擎架构复杂且功能繁多，运行效率低且难以优化。模型加载方法也是一次性把单个或多个模型完全加载到内存当中，对平台硬件资源要求较高，难以支持移动平台；2)基于商业化批量建模软件构建的三维城市，其建模规则和方法设计并封装在其软件内部，必须遵循其定义的规则和方法，在一定程度能满足大部分应用需。但难以根据实际情况进行自主与灵活的扩展，同时其建模和运行效率不足，至今无法扩展到手机等移动平台上运行；3)现有的其它基于底层开发的虚拟三维城市，因为其在架构设计和程序开发方面需要面对大量的技术挑战和长时间开发的工作量，建设和应用难度大，难以支持大场景及具有复杂交互特性的三维城市的构建。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种基于地理语义的移动端三维城市动态建模方法。

技术方案：本发明一种基于地理语义的移动端三维城市动态建模方法，依次包括以下步骤：

(1)、建立用于构建三维城市动态建模的地理语义信息库，具体包括下列步骤：

(1.1)建立城市模型对象分类体系和统一编码，所分类的城市模型包括人工建筑及自然地理实体对象；对象分类体系根据三维城市地表附属物的类型进行分类，共7个大类及诸多细类，每一种类型的实体对象都包含一个唯一的编码；

(1.2)分类构建各模型对象的地理语义描述信息，主要包括模型组成部件详细描述信息和建模语义规则信息，如模型及其部件的空间坐标范围及属性等信息，语义规则信息用于描述这些部件的组合规则及相互关系；；

(1.3)建立城市三维场景地理语义库存储对象，包括各模型的空间索引、语义信息集合、模型渲染及显示顺序，以结构化文档的信息进行建立和组织，存储对象保存为“*.CDM”格式文件