[发明专利]一种积木式构建不规则模型的方法和系统

说明书

本发明公开了一种积木式构建不规则模型的方法和系统。包括：初始化生成表面地块，表面地块用于执行通用规则函数。将表面地块拉伸生成表面地块立体模型，获取表面地块立体模型中的第一立面；对第一立面进行拉伸形成第一立面立体模型，获取第一立面立体模型的背面；将背面作为斜坡顶的底面生成斜坡顶，并获取斜坡顶的斜坡面以及第二立面；获取第一迭代次数，并将第一立面替换为第二立面进行迭代，生成三维子模型。本发明提供类似积木式的构建方法，实现包含曲面形态的屋顶、具有曲面包裹的墙体等具有曲面形态建筑物的3D建模。

技术领域

本发明涉及三维GIS建模技术领域，特别是指一种积木式构建不规则模型的方法和系统。

背景技术

目前，三维GIS建模既有广域的场模型构建，同时也有局域的建筑单体构建，场模型一般采用虚拟的体模型方式，而对于建筑单体或者群落要么使用专业性较强的人工手动绘制软件如Sketch Up、3DMax、AutoCAD生成模型，要么使用无人飞机或者激光雷达技术实现点云数据的自动化快速生成。前者单体测量以及建模过程耗时耗力成本巨大，后者虽然能够整体快速生成，但是无法解构单体模型，且细节很难把控。两者共同的弊端是：一旦错误，无法及时逆向修复，返工工作繁重，都需要重新来过。对于CityEngine软件而言，虽然支持快速建模，不必重头来过，但是自生主要支持规则建模，对于不规则模型还是欠缺对应的三维模型库，使用者面临着曲面无法表达，精细程度受限的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种积木式构建不规则模型的方法和系统，能够精确并灵活得构建各种曲面模型，简单方便。

基于上述目的本发明提供的一种积木式构建不规则模型的方法，包括：

初始化生成表面地块，所述表面地块用于执行通用规则函数；所述通用规则函数的参数包括迭代斜坡顶初始化数量值、迭代斜坡顶最大次数、斜坡顶与水平面的等量变化倾斜角、斜坡面宽度、模型生成方向、模型生成边界；

将所述表面地块拉伸生成表面地块立体模型，获取所述表面地块立体模型中与所述模型生成边界对应的第一立面；

对所述第一立面进行拉伸形成第一立面立体模型，获取所述第一立面立体模型的背面；

将所述背面作为斜坡顶的底面生成斜坡顶，并获取所述斜坡顶的斜坡面以及位于所述斜坡面对侧的第二立面；

根据所述迭代斜坡顶最大次数与所述迭代斜坡顶初始化数量值的差值获取第一迭代次数，并将所述第一立面替换为所述第二立面进行迭代，生成三维子模型。

进一步，所述将所述背面作为斜坡顶的底面生成斜坡顶，包括：根据所述斜坡面宽度以及所述斜坡顶与水平面的等量变化倾斜角计算获得所述第一立面立体模型的所述背面的宽度。

进一步，所述第一立面立体模型的背面为：所述第一立面立体模型的六个面中，与所述表面地块连接且与所述表面地块处于同一水平面的面。

进一步，所述将所述第一立面替换为所述第二立面进行迭代之后，还包括：迭代完成后，获取全部的所述斜坡面，生成曲面三维子模型。

进一步，所述生成斜坡顶并获取所述斜坡顶的斜坡面以及位于所述斜坡面对侧的第二立面之后，还包括：获取每个所述斜坡顶的底面，对所述底面进行迭代拉伸生成立方柱。

进一步，所述对所述底面进行迭代拉伸生成立方柱包括：

定义拉伸高度变量、迭代次数变量；

针对每个所述底面进行拉伸迭代操作生成底面立体模型，每次迭代均根据所述拉伸高度变量计算本次迭代的拉伸高度，根据所述迭代次数变量计算剩余迭代次数；

获取所述底面立体模型的周边四个立面以及顶面，将所述底面替换为所述顶面进行迭代，生成所述立方柱。