CN104299255A - 一种三维地形模型的渲染方法 - Google Patents

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韩旭
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黄振伟
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李爱国
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侯钦礼
杨友刚
张少锋
於汝山
殷先松
郑新
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Abstract

本发明公开了一种三维地形模型的渲染方法，包括如下步骤：步骤一、由二次开发工具提取二维地形图等高线及高程点数据，生成计算机标准代码格式文件；步骤二、将地形数据导入三维建模软件，生成地形点云数据；步骤三、由地形点云数据建立地形曲面，并在地形的范围内创建凸台；步骤四、将地形曲面和凸台进行分割或布尔计算，建立地形三维模型；步骤五、采用计算机开发语言进行二次开发，将航片按坐标进行快速压缩、自动拼接，然后对地形三维模型进行渲染；步骤六、生成大规模地形环境的三维可视化模型。本发明解决了传统渲染方式工作量大、过程繁琐的问题，可以广泛应用于三维仿真技术领域。

Description

一种三维地形模型的渲染方法
技术领域
本发明涉及三维仿真技术领域，特别是涉及一种三维地形模型的渲染方法。
背景技术
长期以来，地理信息系统资料的分析解释成果局限于二维静态表达方式，传统的地形图是以二维平面符号、文字、数字等浓缩客观地理实体，以二维平面图表示地理空间信息，它所反映的是各种地理实体的平面几何信息，而现实中各种地理实体均以三维的形式存在，因此，传统的二维地形图很难直观地表现现实世界，它对人们清楚完整地认识地形和地貌状况造成了困难，也限制了地形资料的充分利用。随着计算机视觉、科学计算可视化、遥感技术、计算机图形学等相关学科的发展，由三维建模软件如CATIA、GOCAD等生成三维地形模型，然后再利用航空航天摄影测量获取的照片进行渲染，生成具有高度细节层次的三维地形模型的做法已经十分普遍。然而，CATIA等软件所建立起来的初始三维地形模型区别不了诸如房屋、植被及河流等明显的地形物，视觉效果相对较差。采用航片对其进行渲染，可以虚拟自然地形环境，使三维地形的视觉效果更加逼真，让浏览者有一种身临其境的感觉，但是目前对长线路、大面积工程，所拍航片数据量庞大，若采用传统的渲染方式，工作量太大，过程过于繁琐。因此如何实现大尺度地形环境的可视化应用已经成为业内所面临的紧迫问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种三维地形模型的渲染方法，解决传统渲染方式工作量大、过程繁琐的问题。
本发明提供的一种三维地形模型的渲染方法，包括如下步骤：步骤一、由二次开发工具提取二维地形图等高线及高程点数据，生成计算机标准代码格式文件；步骤二、将地形数据导入三维建模软件，生成地形点云数据；步骤三、由地形点云数据建立地形曲面，并在地形的范围内创建凸台；步骤四、将地形曲面和凸台进行分割或布尔计算，建立地形三维模型；步骤五、采用计算机开发语言进行二次开发，将航片按坐标进行快速压缩、自动拼接，然后对地形三维模型进行渲染；步骤六、生成大规模地形环境的三维可视化模型。
在上述技术方案中，所述步骤一中，所述二次开发工具是工程地质信息数据库管理系统。
在上述技术方案中，所述步骤一中，所述二维地形图为CAD地形图。
在上述技术方案中，所述步骤一中，所述计算机标准代码格式文件为ASCii free格式文件。
在上述技术方案中，所述步骤二中，所述三维建模软件为CATIA软件。
在上述技术方案中，所述步骤五中，所述计算机开发语言为Visual Basic语言。
本发明三维地形模型的渲染方法，具有以下有益效果：通过二维几何地形数据的转换以及对航片数据的自动拼接和影像数据的压缩处理，本发明对三维地形可视化技术中地形建模和渲染等技术进行了改进。与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下二点：
1、特有的三维数据格式
二次开发工具可将CAD地形图等高线及高程点数据直接转换为三维建模软件CATIA的数据格式，大大降低三维建模的难度。
2、高效渲染引擎和良好的硬件兼容性
采用Visual Basic语言进行二次开发，将航片按坐标进行快速压缩、自动拼接，提高大规模场景的组织与渲染效率，支持海量数据运算，支持内存有效释放。对客户端硬件配置要求极低，无需昂贵的SGI(Silicon Graphics,Inc.，美国图形工作站生产厂商)图形工作站支持，在一台拥有64M独立显卡的笔记本电脑即可流畅运行。
附图说明
图1为本发明三维地形模型的渲染方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
参见图1，本发明三维地形模型的渲染方法，包括如下步骤：
步骤一、由工程地质信息数据库管理系统提取CAD地形图等高线及高程点数据，生成ASCii free格式文件，所述工程地质信息数据库管理系统已经经过著作权登记，著作权人分别为长江岩土工程总公司(武汉)和中南大学，版本号为V1.0，开发完成日期为2014年2月7日，登记号为2014SR070463，所述工程地质信息数据库管理系统可以由申请人提供；
步骤二、将地形数据导入CATIA软件，生成地形点云数据；
步骤三、由地形点云数据建立地形曲面，并在地形的范围内创建凸台；
步骤四、将地形曲面和凸台进行分割或布尔计算，建立地形三维模型；
步骤五、采用Visual Basic语言进行二次开发，将航片按坐标进行快速压缩、自动拼接，然后对地形三维模型进行渲染；
步骤六、生成大规模地形环境的三维可视化模型。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种三维地形模型的渲染方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、由二次开发工具提取二维地形图等高线及高程点数据，生成计算机标准代码格式文件；
步骤二、将地形数据导入三维建模软件，生成地形点云数据；
步骤三、由地形点云数据建立地形曲面，并在地形的范围内创建凸台；
步骤四、将地形曲面和凸台进行分割或布尔计算，建立地形三维模型；
步骤五、采用计算机开发语言进行二次开发，将航片按坐标进行快速压缩、自动拼接，然后对地形三维模型进行渲染；
步骤六、生成大规模地形环境的三维可视化模型。
2.根据权利要求1所述的三维地形模型的渲染方法，其特征在于：所述步骤一中，所述二次开发工具是工程地质信息数据库管理系统。
3.根据权利要求1所述的三维地形模型的渲染方法，其特征在于：所述步骤一中，所述二维地形图为CAD地形图。
4.根据权利要求1所述的三维地形模型的渲染方法，其特征在于：所述步骤一中，所述计算机标准代码格式文件为ASCii free格式文件。
5.根据权利要求1所述的三维地形模型的渲染方法，其特征在于：所述步骤二中，所述三维建模软件为CATIA软件。
6.根据权利要求1所述的三维地形模型的渲染方法，其特征在于：所述步骤五中，所述计算机开发语言为Visual Basic语言。
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