[发明专利]基于不规则三维空间物体的快速投影计算方法

权利要求书

1.一种基于不规则三维空间物体的快速投影计算方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：

S10、通过开源地图数据库获取指定片区建筑物的准确经纬度；

S20、对光源矢量进行模拟；

S30、对3D空间物体进行建模，包括：将建筑物拆解为四个组件层：楼栋层、阳台层、屋顶层以及窗户层，同一楼栋的所有组件层信息合并为同一个群组；

S40、对异型物体进行近似处理，将任意异型不规则物体转换为平面曲线L、平面曲线L所在平面的Z轴坐标Z以及平面曲线L所对应的拉伸高度H；

S50、对物体进行分组处理，对所有物体进行分析与分类，分为A、B、C三类，其中A类为需要检查光照点，具备遮挡属性，B类为不需要检查光照点，具备遮挡属性，C类为不需要检查光照点，不具备遮挡属性；

S60、提取物体阴影采集点，对于阴影的生成需要计算到详细的轮廓，在现有矢量数据中完成采样；

S70、遮挡物包络体合并，物体被建模后的信息包括基层几何图形，通过判断两个物体是否拥有相同基层几何图形，并同时判断一个物体的最高高度与另一个物体的离地高度是否相连接，如果同时满足上述两个条件，则进行遮挡物包络体的合并；

S80、对遮挡物轮廓进行抽取处理，抽取的轮廓包括底部的所有点和顶部的所有点，当轮廓为首尾相连的线段组成时，抽取的点则为所有线段端点的合集；

S90、空间阴影点计算，空间阴影点为遮挡物在被遮挡物表面产生的阴影，通过设定遮挡物目标点数量和被遮挡物采样点数量，结合光照矢量，判定采样点是否为空间阴影点；

S100、平面阴影计算，通过计算得出三维物体在平面中所得的投影。

2.根据权利要求1所述的基于不规则三维空间物体的快速投影计算方法，其特征在于，步骤S20中，包括确定光源与地平面夹角α的步骤以及确定光源在地面的投影与纬线的夹角β的步骤。

3.根据权利要求1所述的基于不规则三维空间物体的快速投影计算方法，其特征在于，步骤S30中，通过群组名表示楼栋的属性，同一楼栋中的组件根据其所属类型存放在带有语义标签的不同图层。

4.根据权利要求1所述的基于不规则三维空间物体的快速投影计算方法，其特征在于，步骤S30中，

楼栋层用于表示楼栋中的外墙信息和楼梯信息，为楼栋基地平面向z轴方向拉伸的一个实心几何体块；

阳台层和窗户层用于表示楼栋中的阳台信息和开窗信息，阳台凸出在楼栋形体之外，为规整的立方体；窗户层附着在楼栋形态之上，为矩形；

屋顶层用于表示楼栋的屋顶结构，其中规整的女儿墙通过实心几何体块的组合进行表达，坡屋顶通过多个斜向面拼接组合进行表达。

5.根据权利要求1所述的基于不规则三维空间物体的快速投影计算方法，其特征在于，步骤S40中，对异型物体进行近似处理包括以下的步骤：

S401、遍历所有物体中包含的所有组件；

S402、计算对每一个组件的Z轴分布区间[Z1,Z2]，进行循环操作，每一次循环以指定精度a为间距，计算Zi＝Z1+i*a的交平面与组件的相交线Li；

S403、若Li与上一次操作计算的相交线L(i-1)近似，则忽略此次操作，序号i继续自增；

S404、若Li与L(i-1)不近似，存储Li与Zi的相关数据，同时继续进行循环，直至Zi大于Z2，跳出循环，结束操作。

6.根据权利要求1所述的基于不规则三维空间物体的快速投影计算方法，其特征在于，步骤S60中，采样方向同时向平面空间与立体空间扩延，采样方法如下：

S601、判断是否有下一层轮廓，若是则进入步骤S602，若否则结束；

S602、获取下一层的高度；

S603、提取轮廓中的所有线段；

S604、用线段长度除以采样间距获得此线段上的采样点数；

S605、从线段最前端以采样间隔为步频，逐步获取采样点并存储；

S606、完成当前高度轮廓光照点采样，并返回至步骤S601。