[发明专利]基于不规则三维空间物体的快速投影计算方法

说明书

本发明提供了基于不规则三维空间物体的快速投影计算方法，涉及城市规划的数据处理技术领域；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；S40、对异型物体进行近似处理；S50、对物体进行分组处理；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；S80、对遮挡物轮廓进行抽取处理；S90、空间阴影点计算；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；本发明的有益效果是：该方法能够快速计算异型建筑物的阴影区域。

技术领域

本发明涉及城市规划的数据处理技术领域，更具体的说，本发明涉及基于不规则三维空间物体的快速投影计算方法。

背景技术

现有技术中提供了一种多光束投影图像处理方法，即《在不规则投影面上显示多层光束投影内容的图像处理系统及其方法》，专利号KR102245223B1。该方案是一种用于在不规则投影表面上展示多层光束投影内容的图像处理系统及其方法。通过用多角度立体照相机拍摄不规则物体不规则的投影表面来获得三维几何模型，并将校正后的投影图像投影到投影表面上的技术。

该方案主要应用于对实体的3D成像领域，需要同时使用多光源照射和接收设备，这种技术决定了其对于较大的地理空间维度进行多光束照射、数据采集和最终建模成像，有一定的的技术操作难度，成本较高，而且采集的成像不包括三维地理坐标信息，无法快速应用于传统城市规划和建筑设计行业，也决定了其无法应用于非实物的空间结构进行建模和投影计算。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于不规则三维空间物体的快速投影计算方法，该方法能够快速计算异型建筑物的阴影区域。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于不规则三维空间物体的快速投影计算方法，其改进之处在于，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，即一个物体的最高高度是否为另一个物体的起始高度，如果同时满足两个条件则进行遮挡物合并；

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，空间阴影点为一件物体在另一件物体表面产生的遮挡，形成阴影，通过设定目标点数量和采样点数量，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。

进一步的，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。