CN102117495A

CN102117495A - 一种三维建模中的新数据分割方法及装置

Info

Publication number: CN102117495A
Application number: CN2009102442937A
Authority: CN
Inventors: 龚浩
Original assignee: China Digital Video Beijing Ltd
Current assignee: China Digital Video Beijing Ltd
Priority date: 2009-12-30
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2029-12-30
Also published as: CN102117495B

Abstract

本发明提供了一种三维建模中的新数据分割方法及装置，所述方法包括：按照旧数据的分割方式，根据目标分辨率计算新数据分割的层次，并对每一层进行数据块分割；对每层的每个数据块，利用经纬度信息计算形成数据块的信息。本发明在对更新数据进行分割时，为了方便进行新旧数据的融合，需要按照旧数据的分割方式确定新数据的分割层和分割块，既不仅要采用金字塔四叉树的分割方式，而且分割出来的块范围和分辨率也必须与旧数据一致。

Description

一种三维建模中的新数据分割方法及装置

技术领域

本发明涉及三维建模技术领域，特别是涉及一种三维建模中的新数据分割方法及装置。

背景技术

三维建模常用于地理信息数据的处理，在油田开发、地质研究等多个领域具有应用价值。三维建模从过程上来讲，是在空间建立立体模型的一种方法；从结果上来讲，简单的说就是建立的模型具有空间感并能看到上下前后左右。

目前采用的一种三维建模方法是建立分层分块的金字塔结构，即将原始数据分为多个层次，每个层次代表不同精细程度(即不同分辨率)的数据模型；对于每层数据，又进行数据块分割。

参照图1所示，采用的是2倍率金字塔分层结构。从金字塔的底层(即图中的第0层)到高层(即图中的第2层)其分辨率越来越高，而分的块数也越来越多。假设底层分辨率为r₀，则任意i层的分辨率为r_i＝r₀*2^-1。这样，对于特别是电视输出这种恒定显示精度的要求来说，使用金字塔模型可以使数据的访问量保持在一个比较小和恒定的范围。

但是，用户可能会经常对局部数据进行更新，为了满足上述分层分块建模的方法，需要对更新的部分数据进行局部的金字塔数据分割。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种三维建模中的新数据分割方法及装置，能够对更新的数据进行分层分块处理，使之与旧数据相融合。

为了解决上述问题，本发明公开了一种三维建模中的新数据分割方法，包括：

按照旧数据的分割方式，根据目标分辨率计算新数据分割的层次，并对每一层进行数据块分割；

对每层的每个数据块，利用经纬度信息计算形成数据块的信息。

优选的，所述方法还包括：

将分割好的新数据存储在不同于旧数据存储的区域；

读取新数据替换旧数据进行显示。

优选的，所述对每层的每个数据块，利用经纬度信息计算形成数据块的信息包括：

对每层的每个数据块，计算相对应的经纬度范围，并计算需要读取的原始经纬度数据；

对所读取的原始经纬度数据进行插值计算，得到形成数据块的信息。

优选的，所述插值计算包括：

采用就近插值法，通过计算某个数据点与周围四个角点的距离，获得距离该数据点最近的角点，并将该角点的值作为新值更新该数据点的值；其中，所述角点是指原始经纬度数据。

优选的，所述按照旧数据的分割方式，根据目标分辨率计算新数据分割的层次包括：

当新数据分割层仅能组成一个块或不满足组成一个块时，这个层次就为最低层次；

当新数据分割层的分辨率不再满足进行分割要求时，这个层次就为最高层次。

本发明还提供了一种三维建模中的新数据分割装置，包括：

分层分块模块，用于按照旧数据的分割方式，根据目标分辨率计算新数据分割的层次，并对每一层进行数据块分割；

块数据生成模块，用于对每层的每个数据块，利用经纬度信息计算形成数据块的信息。

优选的，所述装置还包括：

保存模块，用于将分割好的新数据存储在不同于旧数据存储的区域；

显示模块，用于读取新数据替换旧数据进行显示。

优选的，所述块数据生成模块包括：

块范围确定单元，用于对每层的每个数据块，计算相对应的经纬度范围，并计算需要读取的原始经纬度数据；

插值计算单元，用于对所读取的原始经纬度数据进行插值计算，得到形成数据块的信息。

优选的，所述插值计算单元采用就近插值法，通过计算某个数据点与周围四个角点的距离，获得距离该数据点最近的角点，并将该角点的值作为新值更新该数据点的值；其中，所述角点是指原始经纬度数据。

优选的，所述分层分块模块包括：

最低层分割单元，用于当新数据分割层仅能组成一个块或不满足组成一个块时，这个层次就为最低层次；

最高层分割单元，用于当新数据分割层的分辨率不再满足进行分割要求时，这个层次就为最高层次。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

首先，本发明在对更新数据进行分割时，为了方便进行新旧数据的融合，需要按照旧数据的分割方式确定新数据的分割层和分割块，即不仅要采用金字塔四叉树的分割方式，而且分割出来的块范围和分辨率也必须与旧数据一致。

其次，本发明在计算块信息时，采用了就近插值法，计算快速而便捷。

再次，本发明仍旧保留旧数据，而将分割好的新数据存储在不同于旧数据存储的区域，显示时读取新数据替换旧数据，这样方便用户进行数据还原。

附图说明

图1是现有技术中分层分块的金字塔结构示意图；

图2是本发明实施例所述一种三维建模中的新数据分割方法流程图；

图3是本发明实施例中就近插值计算的示意图；

图4是本发明实施例所述一种三维建模中的新数据分割装置的结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

在建立了分层分块的三维模型后，如果需要对模型中的局部数据进行更新，就需要对更新数据(以下简称新数据)重新进行分层分块处理，然后替换模型中相应的旧数据。由于一般来说更新的数据部分都不会很大，因此更新是在后台自动运行。

本发明提供了一种新数据分割的方法，其核心思想是：首先通过目标数据分辨率来计算出能够进行分割的金字塔层次结构。为了方便进行新旧数据的融合，新数据需要遵守旧数据的分割方式，即新数据不仅要采用金字塔四叉树的分割方式，而且分割出来的块范围和分辨率也必须与旧数据一致。这样，最低层次的确定就很容易了，当新分割层仅能组成一个块或不满足组成一个块时，这个层次就为最低层次。而最高层次的确定是新数据的分辨率不再满足分割要求时就为最高层次。

下面通过实施例进行详细说明。

参照图2，是本发明实施例所述一种三维建模中的新数据分割方法流程图。

对于进行分割的新数据，按照旧数据的模式需要满足以下分割要求：

1、等大小规则分块，其中等大小指的是所有的块与块之间的宽高都相等，而规则是指有规律的，不是乱序的。采用这种原则的原因是：如果采用不规则分块，或不等大小分块，将增加接边算法的复杂度；同时等大小分块可以使加载时间保持一致，简化内存管理，阻止产生内存碎片。

2、数据块大小为2的整数幂。原因是：简化建立分层金字塔的复杂度，而且现在纹理映射的图像大小一般都要求宽高为2的整数幂。因此，图3采用的是四叉树索引结构，每一层之间符合2的整数幂。

基于上述分割原则，步骤如下：

步骤201，读取新数据；

所述新数据通常是指航拍的地理信息数据，用于更新三维模型中的旧数据；

步骤202，判断读取是否成功；

由于航拍数据存在具有特定格式的文件中，因此如果解析不了这种特定格式，就读取不出数据。

如果读取成功，则继续步骤203；否则，通知用户读取不成功。

步骤203，获得原始经纬度信息和投影模式；

航拍数据中包括原始的经纬度信息以及使用的投影模式，投影模式有多种，如果航拍数据使用的投影模式与三维模型使用的投影模式不同，还需要进行投影模式转换，将航拍数据使用的投影模式转换为三维模型使用的投影模式。

然后，按照旧数据的分割方式，根据目标分辨率计算新数据分割的层次，具体分为步骤204和步骤205，如下：

步骤204，最低分割层计算，按照旧数据的分割方式，当且仅当新数据仅能分成一个块或刚不满足一个块时，这个层次就为最低层次；

步骤205，最高分割层计算，根据目标分辨率，当新数据的分辨率不足以支持分割时，这个层次就为最高层次；

所述目标分辨率是指原始经纬度数据的分辨率，所以所述不足以支持分割是指：新数据最高层的分辨率不能超过原始经纬度数据的分辨率，因为原始经纬度数据是最精细的。

步骤206，在最低层和最高层之间对数据进行块分割；

如果三维模型为图1所示的金字塔四叉树模式，则每一层的块数为2的整数幂，即为2倍率金字塔分层结构。

步骤207，对每层的每个数据块，利用经纬度信息计算形成数据块的信息；

由于新数据为了显示方便需要依赖旧数据的分割方式，因此可能造成部分数据不能满足旧数据的坐标位置，这时就需要进行插值计算出该位置正确的值。

具体包括：

第一步，对每个数据块计算相对应的经纬度范围，并计算需要读取的原始经纬度数据；

第二步，对所读取的原始经纬度数据进行插值计算，得到形成数据块的信息。

插值时根据当前层的分辨率进行，数据插值的算法有很多种。本实施例中，由于在模型显示的方法中遵循的是数据分辨率小于显示分辨率，也就是说这里的插值影响是像素级的，对于正常的显示来说误差是可以忽略不计的。因此，为了进行快速的新值计算，本实施例采用了最便捷和迅速的方案：就近插值法。

就近插值法，就是通过计算某个数据点与周围四个角点的距离，获得距离该数据点最近的角点，并将该角点的值作为新值更新该数据点的值。其中，所述角点是指原始经纬度数据，所述数据点是指形成数据块的信息。

参照图3，是本发明实施例中就近插值计算的示意图。

假设某建模数据坐标位置为B，这样可以找到其相邻4个数据坐标位置(A1---A4，即原始经纬度数据)。通过这个四个坐标位置进行插值可以算出坐标位置B的新值。

插值计算过程是：通过计算四个角点(A1---A4)与B的距离(L1---L4)，获得距离B点最近的角点，然后将这个点的值作为新值去更新B点的值。

步骤208，按照分层分块三维模式的要求将分割后的新数据保存。

当所有数据按照金字塔分割的方式组织完成后，会将这些分割好的数据放置在一个预先设定的路径上，而并不是直接将这部分数据替换原来的旧数据，这样方便用户进行数据还原。而在显示的时候，会读取新数据去替换旧数据进行显示。

优选的，为了方便数据的读取，对于数据文件同样使用分块的方式先进行处理，建立四叉树瓦片索引，这样获取数据的时候可以一次性将所需要的数据完全读入，而不需要再对数据进行范围运算、插值获取等工作，从而方便了数据读取，加速了建模过程。

针对上述方法实施例，本发明还提供了相应的装置实施例。

参照图4，是本发明实施例所述一种三维建模中的新数据分割装置的结构图。

所述装置主要包括：

分层分块模块41，用于按照旧数据的分割方式，根据目标分辨率计算新数据分割的层次，并对每一层进行数据块分割；

块数据生成模块42，用于对每层的每个数据块，利用经纬度信息计算形成数据块的信息。

其中，所述块数据生成模块42进一步可以包括：

本实施例优选采用就近插值法，通过计算某个数据点与周围四个角点的距离，获得距离该数据点最近的角点，并将该角点的值作为新值更新该数据点的值；其中，所述角点是指原始经纬度数据。

所述分层分块模块41进一步可以包括：

优选的，所述装置还可以包括：

保存模块43，用于将分割好的新数据存储在不同于旧数据存储的区域；

显示模块44，用于读取新数据替换旧数据进行显示。

综上所述，本发明所述装置可以按照旧数据的分割方式来分割新数据，是新数据与旧数据融合。而且，在计算块信息时，采用了就近插值法，计算快速而便捷。并且，仍旧保留旧数据，而将分割好的新数据存储在不同于旧数据存储的区域，显示时读取新数据替换旧数据，这样方便用户进行数据还原。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上对本发明所提供的一种三维建模中的新数据分割方法及装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种三维建模中的新数据分割方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

将分割好的新数据存储在不同于旧数据存储的区域；

读取新数据替换旧数据进行显示。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每层的每个数据块，利用经纬度信息计算形成数据块的信息包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述插值计算包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照旧数据的分割方式，根据目标分辨率计算新数据分割的层次包括：

根据目标分辨率，当新数据分割层的分辨率不再满足分割要求时，这个层次就为最高层次。

6.一种三维建模中的新数据分割装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

显示模块，用于读取新数据替换旧数据进行显示。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述块数据生成模块包括：

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述插值计算单元采用就近插值法，通过计算某个数据点与周围四个角点的距离，获得距离该数据点最近的角点，并将该角点的值作为新值更新该数据点的值；其中，所述角点是指原始经纬度数据。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述分层分块模块包括：

最高层分割单元，用于根据目标分辨率，当新数据分割层的分辨率不再满足分割要求时，这个层次就为最高层次。