[发明专利]一种船舶海区三维模型的创建方法

权利要求书

1.一种船舶海区三维模型的创建方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)获取三维地形的原始数据；

(2)数字高程模型的投影变换方法；

(3)地形DEM模型的简化方法；

(4)光照模型建立方法；

(5)纹理映射方法。

2.根据权利要求1所述的船舶海区三维模型的创建方法,其特征在于：在步骤(1)中，所述的三维地形建模所使用的数据是DEM数据，它是国家基础地理信息系统数据库的重要部分，国家基础地理信息系统数据库除了DEM数据外，还有DTM数据。

3.根据权利要求1所述的船舶海区三维模型的创建方法,其特征在于：在步骤(2)中，由于地球椭球体表面是曲面，而地图通常是要绘制在平面图纸上，因此制图时首先要把曲面展为平面，然而球面是个不可展的曲面，即把它直接展为平面时，不可能不发生破裂或褶皱，若用这种具有破裂或褶皱的平面绘制地图，显然是不实际的，所以必须采用特殊的方法将曲面展开，使其成为没有破裂或褶皱的平面；

DEM中任一点M在地面坐标系O_T-X_TY_TZ_T中的坐标为(X_M，Y_M，Z_M)，它在投影平面P上的像点为m，则m点在投影坐标系o-xy中的坐标(x_m，y_m)可由公式1,2计算求出：

其中，(XS，YS，ZS)是视点S在地面坐标系O_T-X_TY_TZ_T中的坐标；α是投影平面与地面坐标系的平面间的夹角；θ是地面坐标系的XT轴与投影坐标系的X轴之间的夹角。

4.根据权利要求3所述的船舶海区三维模型的创建方法,其特征在于：在步骤(2)中，如公式(3)所示，考虑到屏幕坐标系的特点和值域，还必须将像点m的坐标(xm，ym)进行相似变换，最后变换为屏幕坐标(xc，yc)；

5.根据权利要求1所述的船舶海区三维模型的创建方法,其特征在于：在步骤(3)中，地形DEM模型的简化包括Step1自顶向下的简化方法和Step2自底向上的简化方法。

6.根据权利要求1所述的船舶海区三维模型的创建方法,其特征在于：在步骤(3)中，

Step1自顶向下的简化方法包括：

这类方法首先要寻求一个对DEM地形的粗略近似，然后，根据精度和数据量的要求，递归地插入更多的点以便更精确地拟合地形，通常使用贪婪法插入点，简称贪婪插点，每次加入一个点的做法称串行插点，每次加入多个点的做法称几何投影为并行插点；

Fowler和Little首先提出了上述思路的算法。算法确定初始的三角形网的方法是，用一个2x2的模板对格网地形滤波，将剩下的点作三角划分即得到初始三角网；插点的方法是，先计算每个三角形网孔中对应的最大误差点，然后将它们中间超过误差门限的那些点插入到三角网中，再重新生成三角网。

7.根据权利要求1所述的船舶海区三维模型的创建方法,其特征在于：在步骤(3)中，

Step2自底向上的简化方法：首先确定一个精细的三角网，然后递归地按照一定的准则从中删除一些顶点，最后得到一个满足容差条件的简化的三角网。