CN104239431A - 三维gis模型显示方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三维GIS模型显示方法及装置，所述方法包括以下步骤：获取用于生成模型的矢量数据，根据该矢量数据关联的几何基元数据生成相应的待显示模型或由矢量数据关联的高度数据生成相应的待显示模型；根据当前的视点高度和视域范围判断是否需要对相应显示区域的待显示模型进行显示并对该待显示模型进行纹理渲染；若是，则从预先生成的纹理库中查找相应的纹理，根据查找的结果对所述待显示模型进行纹理渲染，并将纹理渲染后的待显示模型进行显示。本发明的一种三维GIS模型显示方法及装置能够提高三维GIS海量模型精细化显示的效率。

Description

三维GIS模型显示方法及装置

技术领域

本发明涉地理信息系统技术领域，特别是涉及一种三维GIS模型显示方法以及一种三维GIS模型显示装置。

背景技术

拼墙系统上，三维GIS(Geographic Information System,地理信息系统)海量模型数据的良好支持绝对算得上是砸向市场的一记重拳。现有技术中在生成三维GIS海量模型时通常会利用到二维GIS开发过程中的矢量数据，用户通过对矢量数据拉伸的方式快速批量化建模，节省了大量劳动力。

例如：通过城市规划平面图快速地生成高楼林立的效果图，为城市建设规划提供前瞻性预览。支持TB级别矢量数据生成白模，足以满足城市级别的GIS应用，例如：通过北京市所有楼房平面矢量数据进行快速建模，一个气势磅礴的大都市三维景观就能快速流畅地展现在用户面前。

但是现有的技术矢量数据拉伸之后生成白模，若需要显示精密度高的精细化模型时，需要重复对精细化模型进行加载。通常加载的速度比较慢，从而导致三维GIS模型显示的效率非常低。

发明内容

基于此，本发明提供一种三维GIS模型显示方法及装置，能够提高三维GIS模型精细化显示的效率。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种三维GIS模型显示方法，包括以下步骤：

获取用于生成模型的矢量数据，根据该矢量数据关联的几何基元数据生成相应的待显示模型或由矢量数据关联的高度数据生成相应的待显示模型；

根据当前的视点高度和视域范围判断是否需要对相应显示区域的待显示模型进行显示并对该待显示模型进行纹理渲染；

若是，则从预先生成的纹理库中查找相应的纹理，根据查找的结果对所述待显示模型进行纹理渲染，并将纹理渲染后的待显示模型进行显示。

一种三维GIS模型显示装置，包括：

模型生成模块，用于获取生成模型的矢量数据，根据该矢量数据关联的几何基元数据生成相应的待显示模型或由矢量数据关联的高度数据生成相应的待显示模型；

第一判断模块，用于根据当前的视点高度和视域范围判断是否需要对相应显示区域的待显示模型进行显示并对该待显示模型进行纹理渲染；

渲染及显示模块，用于当所述第一判断模块的判断结果为是时，从预先生成的纹理库中查找相应的纹理，根据查找的结果对所述待显示模型进行纹理渲染，并将纹理渲染后的待显示模型进行显示。

通过以上方案可以看出，本发明的一种三维GIS模型显示方法及装置，通过获取用于生成模型的矢量数据，根据该矢量数据生成相应的待显示模型，根据待显示模型的节点在相应显示区域的位置进行纹理渲染，实现相应的模型精细化显示，从而使得仅需将显示区域中一定范围内的待显示模型进行纹理渲染实现精细化显示，这样就可以快速生成当前视角场景所有海量模型数据，并通过从预先生成的纹理库中查找相应的纹理对所述待显示模型进行纹理渲染，提高纹理渲染的效率，从而极大地提高了三维GIS海量模型精细化显示的效率。

附图说明

图1为本发明一种三维GIS模型显示方法的流程示意图；

图2为本发明一种三维GIS模型显示装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1所示，一种三维GIS模型显示方法，包括以下步骤：

步骤S101，获取用于生成模型的矢量数据，根据该矢量数据关联的几何基元数据生成相应的待显示模型或由矢量数据关联的高度数据生成相应的待显示模型。该待显示模型可为把矢量数据进行拉高，形成没有纹理的几何体模型。需要说明的是，既可以根据所述几何基元数据生成相应的待显示模型，也可以是高度数据生成相应的待显示模型。

步骤S102，根据当前的视点高度和视域范围判断是否需要对相应显示区域的待显示模型进行显示并对该待显示模型进行纹理渲染。若是，则说明该待显示模型需要进行高精密度显示，即需要显示为精细化模型，并可执行步骤S103，否则，直接将所述待显示模型进行显示即可。根据当前视点高度与视域来决定精细化模型还是粗显示模型。可以预先设置待显示模型的视点位置数值，可将预定视点位置数值设定为精细化模型，其他的设定为粗显示模型(无需进行纹理渲染)，例如视点高度为低于或等于10千米海拔时显示精细模型数据，即需要对其进行纹理渲染视点高度为高于10千米海拔时显示粗模型数据，即无需进行纹理渲染。

步骤S103，当所述步骤S102的判断结果为是时，则从预先生成的纹理库中查找相应的纹理，根据查找的结果对所述待显示模型进行纹理渲染，并将纹理渲染后的待显示模型进行显示。所述纹理库可通过相机从视域中场景中获得，该纹理库中的纹理根据其所渲染的待显示模型的属性进行分类，可将同一类别的纹理通过相同的内存进行存储。待显示模型的属性可以包括模型显示时形状、结构等，例如，待显示模型的属性包墙体及楼顶等属性。纹理库的内存对象列表可以根据视点的变化而动态调整。从而实现模型纹理的快速渲染。

作为一个较好的实施例，所述从预先生成的纹理库中查找相应的纹理，根据查找的结果对所述待显示模型进行纹理渲染，并将纹理渲染后的待显示模型进行显示的过程，具体可以包括以下步骤：

步骤S1031，根据所述待显示模型的属性判断所述纹理库中是否存在与该待显示模型相匹配的纹理。例如，判断该纹理库中是否存在需要精细化显示的墙体的纹理。若存在，直接将相应的纹理渲染至相应的待显示模型进行显示即可，若不存在则需要通过加载纹理文件获得，然后在通过多线程将纹理文件进行加载。

步骤S1032，当步骤S1031判断的结果为否时，则根据所述待显示模型的属性加载纹理，将该纹理进行分类之后存储在所述纹理库中，并为所述纹理与相应的待显示模型建立索引。实现批量待显示模型与纹理进行一一映射，这样就可以快速生成当前视角场景所有海量模型，进行提供了快速遍阅模型数据的方法。以便下一次调用或其它相同或相类似模型获取该纹理进行纹理渲染。

步骤S1033，将加载后的纹理根据所述索引渲染至相应的待显示模型，并将该待显示模型进行显示。

作为一个较好的实施例，在所述获取用于生成模型的矢量数据，根据该矢量数据关联的几何基元数据生成相应的待显示模型或由矢量数据关联的高度数据生成相应的待显示模型之前，具体还可以包括以下步骤：

获取需要显示的三维场景信息；其中，所述三维场景信息包括建立待显示模型所需的几何基元数据、高度数据及纹理；采用四叉树方式对所述三维场景信息所对应的各几何基元数据建立空间数据索引。以便三维场景信息进行多线程加载，提高加载的速度。

作为一个较好的实施例，在所述采用四叉树方式对所述三维场景信息所对应的各几何基元数据建立空间数据索引步骤之后，还可以包括：根据所述矢量数据属性建立标记模型(又称专题模型)，并将具有相同矢量数据属性的各块三维场景信息用相同的标记模型进行标记。例如：矢量数据属性表示为人口数据超过百万的用黄色球体模型数据来标记，将所有具有该属性的矢量数据用同一球体模型内存数据来标记。

作为一个较好的实施例，在所述根据当前的视点高度和视域范围判断是否需要对相应显示区域的待显示模型显示并对该待显示模型进行纹理渲染之后，还可以包括：若不需要对该待显示模型进行纹理渲染，则根据待显示模型的几何形状进行分类，并将相同类别中待显示模型的几何基元数据挂接在同一个节点上。例如：把所有长方形，且层数为三的墙体模型挂在一个三维场景节点进行管理，当需要对该待显示模型进行精细化显示时可以用相同或相似内存的纹理进行映射。

下面描述本发明方案的几个具体应用：

一、当三维场景进行漫游时，读取sharpfile文件，根据视点位置与视点视域加载模型数据。如果视点高度比较高，显示白模模型。如果视点高度比较低，读取精细模型数据。读取预先生成的纹理数据进行纹理渲染。

二、在场景漫游过程中，根据视点位置与视点视域加载精细模型数据。根据预先的纹理对待显示的模型进行纹理映射之后进行显示(即精细化显示)。同一模型用同一种纹理来表示。

三、根据显示区域中的实时数据，根据实时数据中矢量数据的某些属性生成专题模型，实现动态数据统计信息的实时刷新显示。

与上述一种三维GIS模型显示方法相对应，本发明还提供一种三维GIS模型显示装置，如图2所示，包括：

模型生成模块101，用于获取生成模型的矢量数据，根据该矢量数据关联的几何基元数据生成相应的待显示模型或由矢量数据关联的高度数据生成相应的待显示模型；

第一判断模块102，用于根据当前的视点高度和视域范围判断是否需要对相应显示区域的待显示模型进行显示并对该待显示模型进行纹理渲染；

渲染及显示模块103，用于当所述第一判断模块的判断结果为是时，从预先生成的纹理库中查找相应的纹理，根据查找的结果对所述待显示模型进行纹理渲染，并将纹理渲染后的待显示模型进行显示。

作为一个较好的实施例，所述渲染及显示模块包括：

第二判断模块，用于根据所述待显示模型的属性判断所述纹理库中是否存在与该待显示模型相匹配的纹理；

纹理加载模块，用于当所述第二判断的判断结果为否时，根据所述待显示模型的属性加载纹理，将该纹理进行分类之后存储在所述纹理库中，并为所述纹理与相应的待显示模型建立索引；

显示子模块，将加载后的纹理根据所述索引渲染至相应的待显示模型，并将该待显示模型进行显示。

作为一个较好的实施例，本发明的一种三维GIS模型显示装置还可以包括：

获取模块，用于获取需要显示的三维场景信息；其中，所述三维场景信息包括建立待显示模型所需的几何基元数据及纹理；

索引建立模块，用于采用四叉树方式对所述三维场景信息所对应的各几何基元数据建立空间数据索引。

作为一个较好的实施例，本发明的一种三维GIS模型显示装置还可以包括：

标记模块，用于根据所述矢量数据属性建立标记模型，并将具有相同矢量数据属性的各块三维场景信息用相同的标记模型进行标记。

作为一个较好的实施例，本发明的一种三维GIS模型显示装置还可以包括：

分类模块，用于当所述第一判断模块的判断结果为否时，根据待显示模型的几何形状进行分类，并将相同类别中待显示模型的几何基元数据挂接在同一个节点上。

上述一种三维GIS模型显示装置的其它技术特征与本发明的一种三维GIS模型显示方法相同，此处不予赘述。

通过以上方案可以看出，本发明的一种三维GIS模型显示方法及装置，通过获取用于生成模型的矢量数据，根据该矢量数据生成相应的待显示模型，根据待显示模型的节点在相应显示区域的位置进行纹理渲染，实现相应的模型精细化显示，从而使得仅需将显示区域中一定范围内的待显示模型进行纹理渲染实现精细化显示，这样就可以快速生成当前视角场景所有海量模型数据，并通过从预先生成的纹理库中查找相应的纹理对所述待显示模型进行纹理渲染，提高纹理渲染的效率，从而极大地提高了三维GIS海量模型精细化显示的效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种三维GIS模型显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取用于生成模型的矢量数据，根据该矢量数据关联的几何基元数据生成相应的待显示模型或由矢量数据关联的高度数据生成相应的待显示模型；

根据当前的视点高度和视域范围判断是否需要对相应显示区域的待显示模型显示并对该待显示模型进行纹理渲染；

若是，则从预先生成的纹理库中查找相应的纹理，根据查找的结果对所述待显示模型进行纹理渲染，并将纹理渲染后的待显示模型进行显示。

2.根据权利要求1所述的三维GIS模型显示方法，其特征在于，所述从预先生成的纹理库中查找相应的纹理，根据查找的结果对所述待显示模型进行纹理渲染，并将纹理渲染后的待显示模型进行显示的过程，包括以下步骤：

根据所述待显示模型的属性判断所述纹理库中是否存在与该待显示模型相匹配的纹理；

若否，则根据所述待显示模型的属性加载纹理，将该纹理进行分类之后存储在所述纹理库中，并为所述纹理与相应的待显示模型建立索引；

将加载后的纹理根据所述索引渲染至相应的待显示模型，并将该待显示模型进行显示。

3.根据权利要求1所述的三维GIS模型显示方法，其特征在于，在所述获取用于生成模型的矢量数据，根据该矢量数据关联的几何基元数据生成相应的待显示模型或由矢量数据关联的高度数据生成相应的待显示模型之前，还包括以下步骤：

获取需要显示的三维场景信息；其中，所述三维场景信息包括建立待显示模型所需的几何基元数据及纹理；

采用四叉树方式对所述三维场景信息所对应的各几何基元数据建立空间数据索引。

4.根据权利要求3所述的三维GIS模型显示方法，其特征在于，在所述用四叉树方式对所述三维场景信息所对应的各几何基元数据建立空间数据索引步骤之后，还包括以下步骤：

根据所述矢量数据属性建立标记模型，并将具有相同矢量数据属性的各块三维场景信息用相同的标记模型进行标记。

5.根据权利要求1所述的三维GIS模型显示方法，其特征在于，在所述根据当前的视点高度和视域范围判断是否需要对相应显示区域的待显示模型显示并对该待显示模型进行纹理渲染之后，还包括以下步骤：

若不需要对该待显示模型进行纹理渲染，则根据待显示模型的几何形状进行分类，并将相同类别中待显示模型的几何基元数据挂接在同一个节点上。

6.一种三维GIS模型显示装置，其特征在于，包括：

模型生成模块，用于获取生成模型的矢量数据，根据该矢量数据关联的几何基元数据生成相应的待显示模型或由矢量数据关联的高度数据生成相应的待显示模型；

第一判断模块，用于根据当前的视点高度和视域范围判断是否需要对相应显示区域的待显示模型进行显示并对该待显示模型进行纹理渲染；

渲染及显示模块，用于当所述第一判断模块的判断结果为是时，从预先生成的纹理库中查找相应的纹理，根据查找的结果对所述待显示模型进行纹理渲染，并将纹理渲染后的待显示模型进行显示。

7.根据权利要求6所述的三维GIS模型显示装置，其特征在于，所述渲染及显示模块包括：

第二判断模块，用于根据所述待显示模型的属性判断所述纹理库中是否存在与该待显示模型相匹配的纹理；

纹理加载模块，用于当所述第二判断的判断结果为否时，根据所述待显示模型的属性加载纹理，将该纹理进行分类之后存储在所述纹理库中，并为所述纹理与相应的待显示模型建立索引；

显示子模块，将加载后的纹理根据所述索引渲染至相应的待显示模型，并将该待显示模型进行显示。

8.根据权利要求6所述的三维GIS模型显示装置，其特征在于，还包括：

获取模块，用于获取需要显示的三维场景信息；其中，所述三维场景信息包括建立待显示模型所需的几何基元数据及纹理；

索引建立模块，用于采用四叉树方式对所述三维场景信息所对应的各几何基元数据建立空间数据索引。

9.根据权利要求8所述的三维GIS模型显示装置，其特征在于，还包括：

标记模块，用于根据所述矢量数据属性建立标记模型，并将具有相同矢量数据属性的各块三维场景信息用相同的标记模型进行标记。

10.根据权利要求6所述的三维GIS模型显示装置，其特征在于，还包括：

分类模块，用于当所述第一判断模块的判断结果为否时，根据待显示模型的几何形状进行分类，并将相同类别中待显示模型的几何基元数据挂接在同一个节点上。