[发明专利]一种适用于海量三维实景数据快速可视化的层级构建方法

说明书

一种适用于海量三维实景数据快速可视化的层级构建方法，其特征在于：它包括以下步骤：(1)通过二维网格切分算法，将该三维实景数据的俯视平面切分成规则的矩形形状的区块；(2)利用基于深度检测的纹理正投影算法，计算出每个区块的三维实景数据对应的真正射影像；利用三角网简化算法，针对每个区块的三维实景数据，计算出其对应的不同层级的三维实景数据；(3)以每个区块的三维实景数据对应的真正射影像为约束，通过纹理更新算法，对每个区块的不同层级的三维实景数据的纹理图像进行优化；通过层级重构算法，计算出所有三维实景数据的拓扑关系以构建三维实景数据的金字塔。上述方法可方便构建更多层级、且纹理图像质量更高。

技术领域

本发明涉及地理空间数据处理与应用技术领域，具体涉及一种适用于海量三维实景数据快速可视化的层级构建方法。

背景技术

三维实景数据具有丰富的空间信息、高逼真的色彩还原度，不仅记录了城市的基本尺寸、面积、地理坐标等信息，还记录了整个城市的格局及自然环境风貌。目前，三维实景数据已逐渐成为智慧城市建设的最重要的基础数据。

随着三维实景数据的应用越来越广泛，三维实景数据的数据量呈指数级增长：一方面，越来越多的城市在生产三维实景数据，另一方面，为了更好地表达城市现状，三维实景数据的精细程度也越来越高，从而导致三维实景数据的数据量暴增。一般情况下，每平方公里的三维实景数据的数据量不少于10GB，因此，即使是一个小县城，其数据量也将达到数个TB。如何处理如此规模的海量三维实景数据，使其能够在各类应用系统中进行快速可视化，是三维实景数据的应用能否从量变到质变的关键。

传统的三维实景数据的层级构建方法存在如下问题：a)层级数量少，金字塔顶层的数据量大，从而导致初次加载需要较长时间；b)纹理图像质量不佳，大部分化简算法能够生成较好的模型，但是无法对纹理图像进行有效的重构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种可方便构建更多层级、且纹理图像质量更高的适用于海量三维实景数据快速可视化的层级构建方法。

本发明的技术解决方案是：一种适用于海量三维实景数据快速可视化的层级构建方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)获取一初始的三维实景数据，根据该三维实景数据的俯视平面位置信息，通过二维网格切分算法，将该三维实景数据的俯视平面切分成规则的矩形形状的区块；

(2)利用基于深度检测的纹理正投影算法，计算出每个区块的三维实景数据对应的真正射影像；利用三角网简化算法，针对每个区块的三维实景数据，计算出其对应的不同层级的三维实景数据，在化简过程中，三维实景数据的顶点的纹理坐标不发生变化，三维实景数据的顶点具有空间位置坐标和纹理坐标；

(3)以每个区块的三维实景数据对应的真正射影像为约束，通过纹理更新算法，对每个区块的不同层级的三维实景数据的纹理图像进行优化；通过层级重构算法，计算出所有三维实景数据的拓扑关系以构建三维实景数据的金字塔。

采用上述结构后，本发明具有以下优点：

本发明适用于海量三维实景数据快速可视化的层级构建方法通过对三维实景数据先切分后合并的处理，可以很方便地构建出更多的层级，便于数据的快速加载及可视化,而且切分成小的区块后,单次处理的数据量大大减少,也可以降低对处理器的性能要求；其次,还根据真正射影像对不同层级的三维实景数据的纹理图像进行优化，纹理图像质量更高,从而可以有效提高不同层级的三维实景数据的可视化质量。

作为优选，所述步骤(3)之后还包括步骤(4)：对所有三维实景数据的顶点数据和拓扑信息进行压缩。该设置可大大减少三维实景数据的数据量，有利于数据的快速加载。

作为优选，所述步骤(4)中还对所有三维实景数据的纹理图像进行压缩。该设置可大大减少三维实景数据的数据量，有利于数据的快速加载。