[发明专利]一种基于剖分技术的参数化边坡模型自动构建方法

权利要求书

1.一种基于剖分技术的参数化边坡模型自动构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：获取边坡计算的范围面；

所述获取边坡计算的范围面的具体步骤如下：

步骤1.1：根据边坡的设计参数构建边坡基本横断面，并获得基于该边坡基本横断面的折线的起点高程和终点高程；

步骤1.2：利用边坡基本横断面线沿边坡面纵向按固定步长逐步推进，计算横断面线与地形表面的交点坐标，并形成交点数据集合；

步骤1.3：根据交点数据集中的交点空间位置关系，对交点数据集合中所有非自相交点按顺时针或者逆时针顺序逐点连接，形成拓扑正确的三维矢量面即边坡计算的范围面；

步骤2：对边坡计算的范围面进行格网化分割；

步骤3：对格网化分割后的微分单元进行逐单元剖分运算，获得各微分单元的投影面与该投影面属性；

对格网化分割后的微分单元进行逐单元剖分运算的步骤如下：

步骤3.1：基于边坡横断面线与边坡计算的范围面边界线，构建三维不规则边坡表面；

步骤3.2：根据步骤2的格网化分割结果，逐单元计算每个微分单元的角点坐标；

步骤3.3：将计算所得的各微分单元的角点坐标投影到所述三维不规则边坡表面；

步骤3.4：根据各微分单元在所述三维不规则边坡表面的投影位置，获得其投影面属性；

步骤4：基于各微分单元的投影面属性，构建三维体块单元；

步骤5：验证各三维体块单元的顶点重合误差，对三维体块单元进行合并构建完整的三维边坡模型。

2.根据权利要求1所述的基于剖分技术的参数化边坡模型自动构建方法，其特征在于，步骤2中对边坡计算的范围面进行格网化分割的具体步骤如下：

步骤2.1：按照固定长宽的正多边形将边坡计算的范围面细化剖分为多个微分单元，并将临近边界线的不规则多边形扩充为所述正多边形；

步骤2.2：根据各个微分单元的坐标，把所有微分单元绘制在地理空间三维场景中；

步骤2.3：叠加边坡计算范围的边界线，对微分单元的绘制结果进行叠合情况验证，直至细化剖分结果满足要求。

3.根据权利要求2所述的基于剖分技术的参数化边坡模型自动构建方法，其特征在于，对微分单元的绘制结果进行叠合情况验证的步骤如下：

计算所有微分单元的总面积和边坡计算范围；

比较计算微分单元的总面积与边坡计算范围的误差范围；

将误差范围与第一预设阈值进行比较，若误差范围大于第一预设阈值则优化调整剖分长宽距离后再次进行细化剖分，若误差范围不大于第一预设阈值则细化剖分结果满足要求。

4.根据权利要求1所述的基于剖分技术的参数化边坡模型自动构建方法，其特征在于，步骤4中构建三维体块单元的步骤如下：

步骤4.1：对投影面属性相同的各个微分单元按照空间相邻关系，逐步合并相邻微分单元，同一属性的各个微分单元形成一个空间矢量面；

步骤4.2：所有属性相同的微分单元合并完成以后，将形成的不同属性的空间矢量面投影到边坡横断面，获得投影面；

步骤4.3：基于所述空间矢量面、投影面与四个投影侧面构建形成呈六面体的三维体块单元。

5.根据权利要求1所述的基于剖分技术的参数化边坡模型自动构建方法，其特征在于，步骤5中构建完整的边坡模型的步骤如下：

步骤5.1：从边坡的顶部开始，计算两个相邻三维体块单元的相邻面的节点距离；

步骤5.2：将计算所得的节点距离与第二预设阈值进行比较，若节点距离小于第二预设阈值则将两个相邻三维体块单元进行合并，并去除合并后的公共面形成新的三维体块单元；

步骤5.3：重复步骤5.1-5.2，直至形成一个完整的初始边坡三维模型；

步骤5.4：对初始边坡三维模型中具有贴图纹理信息的面赋予贴图，得到表面带有贴图纹理的所需完整边坡体三维模型。

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于剖分技术的参数化边坡模型自动构建方法，其特征在于，所述边坡设计参数包括边坡地基基准高程、边坡角度、边坡级数、各级平台宽度、排水沟宽度。