CN105740256A - 一种三维地图的生成方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维地图的生成方法及装置，解决了目前生成三维地图的方案效率较低、速度较慢的问题。该方法包括：从预存的二维矢量地图数据和数字高程数据中，获取预置的待生成区域对应的二维矢量地图数据和数字高程数据；根据获取的二维矢量地图数据渲染生成二维地图纹理；根据获取的数字高程数据对待生成区域进行三角化，生成三维地形；将该二维地图纹理映射到该三维地形上，生成带有纹理的三维地形；渲染该带有纹理的三维地形得到该待生成区域对应的三维地图。

Description

一种三维地图的生成方法及装置

技术领域

本发明涉及地理信息系统领域，尤其涉及一种三维地图的生成方法及装置。

背景技术

现有技术中，大量的地图数据都是以二维矢量的形式存在的，为了更逼真的模拟现实，则需要根据二维矢量地图数据生成三维地图。目前生成三维地图的方式为：根据数字高程数据对每个二维矢量地图数据进行插值计算，得到三维化的地图数据；根据数字高程数据生成三维地形；根据该三维地形和三维化的地图数据进行渲染，得到三维地图。

目前的三维地图生成方式需要对每一个二维矢量地图数据进行插值计算，因此计算量较大，生成效率较低、速度较慢。

发明内容

本发明实施例提供一种三维地图的生成方法及装置，用以解决现有技术中生成三维地图效率较低、速度较慢的问题。

本发明实施例提供一种三维地图的生成方法，包括：

从预存的二维矢量地图数据和数字高程数据中，获取预置的待生成区域对应的二维矢量地图数据和数字高程数据；

根据获取的二维矢量地图数据渲染生成二维地图纹理；

根据获取的数字高程数据对待生成区域进行三角化，生成三维地形；

将所述二维地图纹理映射到所述三维地形上，生成带有纹理的三维地形；

渲染所述带有纹理的三维地形得到所述待生成区域对应的三维地图。

本发明实施例提供一种三维地图的生成装置，包括：

获取单元，用于从预存的二维矢量地图数据和数字高程数据中，获取预置的待生成区域对应的二维矢量地图数据和数字高程数据；

二维地图纹理生成单元，用于根据获取的二维矢量地图数据渲染生成二维地图纹理；

三维地形生成单元，用于根据获取的数字高程数据对待生成区域进行三角化，生成三维地形；

映射单元，用于将所述二维地图纹理映射到所述三维地形上，生成带有纹理的三维地形；

三维地图生成单元，用于渲染所述带有纹理的三维地形得到所述待生成区域对应的三维地图。

本发明有益效果包括：

本发明实施例提供的技术方案，当需要将待生成区域绘制成三维地图时，首先，获取待生成区域对应的二维矢量地图数据和数字高程数据；其次，根据二维矢量地图数据渲染得到二维地图纹理，以及根据数字高程数据对待生成区域进行三角化得到三维地形；再其次，将二维地图纹理映射到三维地形得到带有纹理的三维地形；最后，渲染该带有纹理的三维地形即可得到待生成区域的三维地图。本发明技术方案，直接根据待生成区域对应的二维矢量地图数据和数字高程数据得到二维地图纹理和三维地形，再将二维地图纹理映射到三维地形中之后进行渲染即可得待生成区域的三维地图，实现方案较为简单，相比于现有技术而言不需要进行大量的插值计算，因此提高了三维地图的生成效率和速度。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例提供的三维地图的生成方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的三维地图的生成方法的详细流程图；

图3为本发明实施例提供的预置的待生成区域的示意图；

图4为本发明实施例提供的生成的二维地图纹理的示意图；

图5为本发明实施例提供的生成的三维地形的示意图之一；

图6为本发明实施例提供的生成的三维地形的示意图之二；

图7为本发明实施例提供的生成的三维地图的示意图之一；

图8为本发明实施例提供的生成的三维地图的示意图之二；

图9为本发明实施例提供的三维地图的生成装置的结构示意图之一；

图10为本发明实施例提供的三维地图的生成装置的结构示意图之二。

具体实施方式

为了给出提高三维地图的生成效率和速度的实现方案，本发明实施例提供了一种三维地图的生成方法及装置，以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例提供一种三维地图的生成方法，如图1所示，可以包括如下步骤：

步骤101、从预存的二维矢量地图数据和数字高程数据中，获取预置的待生成区域对应的二维矢量地图数据和数字高程数据。

本发明实施例中，预存的二维矢量地图数据(如道路矢量数据等)和数字高程数据具有经纬度坐标，因此前述步骤101，可通过以下方式实现：从预存的二维矢量地图数据和数字高程数据中，确定出经纬度坐标落在该待生成区域的经纬度范围内的二维矢量地图数据和数字高程数据；将确定出的二维矢量地图数据和数字高程数据，确定为该待生成区域对应的二维矢量地图数据和数字高程数据。

步骤102、根据获取的二维矢量地图数据渲染生成二维地图纹理。

步骤103、根据获取的数字高程数据对待生成区域进行三角化，生成三维地形。

需要说明的是，上述步骤102和步骤103并没有必然的先后执行顺序，在一个具体实施例中，可以先执行步骤102渲染生成二维地图纹理，再执行步骤103生成三维地形；在另一个具体实施例中，也可以先执行步骤103生成三维地形，再执行步骤102渲染生成二维地图纹理；较佳的，为了进一步提高生成三维地图的速度，在另一个具体实施例中，可以在执行步骤102的同时，执行步骤103。

步骤104、将该二维地图纹理映射到该三维地形上，生成带有纹理的三维地形。

前述步骤104中，将二维地图纹理映射到三维地形上，具体实现可如下：

按照二维地图纹理的纹理坐标和三维地形的点坐标的映射关系，将纹理分布到三维地形上，生成带有纹理的三维地形。

步骤105、渲染该带有纹理的三维地形得到该待生成区域对应的三维地图。

较佳的，为使得生成的三维地图更生动形象，本发明实施例在执行步骤105渲染该带有纹理的三维地形之前，还可以对该带有纹理的三维地形先进行透视投影处理；然后渲染该透视投影处理后的带有纹理的三维地形，得到该待生成区域对应的三维地图。

下面结合附图，用具体实施例对本发明提供的方法及装置进行详细描述。

图2所示为本发明实施例提供的三维地图的生成方法的详细流程图，具体包括如下处理步骤：

步骤201、获取预置的待生成区域的经纬度范围。

在本具体实施例中，预置的待生成区域为矩形，该待生成区域的经纬度范围可以用待生成区域左上角和右下角的经纬度坐标表示。

例如，如图3所示，预置的待生成区域左上角的经纬度坐标为(东经115_°，北纬41_°)_，右下角的经纬度坐标为(东经117_°，北纬39_°)_，待生成区域的经纬度范围如图3中的实线矩形框所示，经度范围为[东经115°，东经117°]，纬度范围为[北纬39°，北纬41°]。

相应的，当预置的待生成区域为矩形时，该待生成区域的经纬度范围也可以用待生成区域左下角和右上角的经纬度表示，也可以用待生成区域左上角经纬度坐标和矩形宽高表示，或者用其它方法表示，本方案并不做具体限定。

在本发明的其它具体实施例中，预置的待生成区域也可以为其它形状，在此不再进行举例。

步骤202、从预存的二维矢量地图数据中，获取步骤201得到的经纬度范围对应的二维矢量地图数据，该获取到的二维矢量地图数据即为上述预置的待生成区域对应的二维矢量地图数据。

其中，预存的二维矢量地图数据具有经纬度坐标，经纬度坐标落在步骤201得到的经纬度范围内的二维矢量地图数据即为步骤201得到的经纬度范围对应的二维矢量地图数据。

步骤203、根据步骤202获取到的二维矢量地图数据渲染生成二维地图纹理。

具体的，可以通过正交投影渲染方式，对该二维矢量地图数据进行渲染得到二维地图纹理。

生成的二维地图纹理如图4所示。

实际实施时，该步骤可以利用图形渲染API(ApplicationProgrammingInterface，应用程序编程接口)实现。

本发明对利用的图形渲染API不做限定，具体可以为OpenGl(OpenGraphicsLibrary，开放图像库)或DX(DirectX)，也可以为其它常用的图形渲染API。

步骤204、从预存的数字高程数据中，获取步骤201得到的经纬度范围对应的数字高程数据，该获取到的数字高程数据即为上述预置的待生成区域对应的数字高程数据。

其中，预存的数字高程数据具有经纬度坐标，经纬度坐标落在步骤201得到的经纬度范围内的数字高程数据即为步骤201得到的经纬度范围对应的数字高程数据。

步骤205、根据步骤204获取到的数字高程数据对待生成区域进行三角化，生成三维地形。

生成的三维地形由三角面组成，其俯视图如图5所示，30度斜视图如图6所示。

需要说明的是，上述步骤202、203和步骤204、205并没有必然的先后执行顺序，在本具体实施例中，可以先执行步骤202、203渲染生成二维地图纹理，再执行步骤204、205生成三维地形；在其它具体实施例中，也可以先执行步骤204、205生成三维地形，再执行步骤202、203渲染生成二维地图纹理；较佳的，为了进一步提高生成三维地图的速度，在其它具体实施例中，可以在执行步骤202、203的同时，执行步骤204、205。

步骤206、将步骤203生成的二维地图纹理映射到步骤205生成的三维地形上，生成带有纹理的三维地形。

其中，二维地图纹理是基于二维矢量地图数据生成的，因此二维矢量地图数据的经纬度坐标和二维地图纹理的纹理坐标之间存在对应关系；三维地形是基于高程数据生成的，因此高程数据的经纬度坐标和三维地形的点坐标之间存在对应关系；而生成二维地图纹理所基于的二维矢量地图数据和生成三维地形所基于的高程数据均是按照预置的待生成区域的经纬度范围获取的，即生成二维地图纹理所基于的二维矢量地图数据所对应的经纬度范围，和生成三维地形所基于的高程数据所对应的经纬度范围是一致的，因此可以建立二维地图纹理的纹理坐标和三维地形的点坐标的映射关系，按照该映射关系，将纹理分布到三维地形上，可以生成带有纹理的三维地形。

步骤207、对步骤206生成的带有纹理的三维地形进行透视投影处理，得到透视投影处理后的带有纹理的三维地形。

步骤208、渲染步骤207得到的透视投影处理后的带有纹理的三维地形，得到上述待生成区域对应的三维地图。

生成的三维地图其俯视图如图7所示，30度斜视图如图8所示。

实际实施时，该步骤也可以利用图形渲染API实现。

可见，采用本发明实施例提供的方法，基于二维矢量地图数据和数字高程数据，利用OpenGl、DX等常用的图形渲染API，即可实现三维地图的生成，相比于现有技术不需要进行大量的插值计算，因此生成效率较高、速度较快；并且通过纹理映射的方式将二维矢量地图数据和数字高程数据进行结合，也避免了现有技术会出现的三维化的地图数据被三维地形隐藏的情况，即三维地图的生成效果也较好。

基于同一发明构思，根据本发明上述实施例提供的三维地图的生成方法，相应地，本发明另一实施例还提供了三维地图的生成装置，装置结构示意图如图9所示，具体包括：

获取单元901，用于从预存的二维矢量地图数据和数字高程数据中，获取预置的待生成区域对应的二维矢量地图数据和数字高程数据；

二维地图纹理生成单元902，用于根据获取的二维矢量地图数据渲染生成二维地图纹理；

三维地形生成单元903，用于根据获取的数字高程数据对待生成区域进行三角化，生成三维地形；

映射单元904，用于将该二维地图纹理映射到该三维地形上，生成带有纹理的三维地形；

三维地图生成单元905，用于渲染该带有纹理的三维地形得到该待生成区域对应的三维地图。

具体的，获取单元901，具体用于：

从预存的二维矢量地图数据和数字高程数据中，确定出经纬度坐标落在该待生成区域的经纬度范围内的二维矢量地图数据和数字高程数据；

将确定出的二维矢量地图数据和数字高程数据，确定为该待生成区域对应的二维矢量地图数据和数字高程数据。

进一步的，二维地图纹理生成单元902，具体用于：

通过正交投影渲染方式，对该二维矢量地图数据进行渲染得到二维地图纹理。

较佳的，该三维地图的生成装置，还可在图9所示的结构上进一步包括处理单元906，如图10所示：

处理单元906，用于在三维地图生成单元905渲染该带有纹理的三维地形得到该待生成区域对应的三维地图之前，对该带有纹理的三维地形进行透视投影处理；

针对透视投影处理后的该带有纹理的三维地形，触发三维地图生成单元905。

上述各单元的功能可对应于图1或图2所示流程中的相应处理步骤，在此不再赘述。

综上所述，采用本发明提供的方案，解决了在生成三维地图时效率较低、速度较慢、效果较差的问题。

本申请的实施例所提供的三维地图的生成装置可通过计算机程序实现。本领域技术人员应该能够理解，上述的模块划分方式仅是众多模块划分方式中的一种，如果划分为其他模块或不划分模块，只要三维地图的生成装置具有上述功能，都应该在本申请的保护范围之内。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

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。

Claims (8)

1.一种三维地图的生成方法，其特征在于，包括：

从预存的二维矢量地图数据和数字高程数据中，获取预置的待生成区域对应的二维矢量地图数据和数字高程数据；

根据获取的二维矢量地图数据渲染生成二维地图纹理；

根据获取的数字高程数据对待生成区域进行三角化，生成三维地形；

将所述二维地图纹理映射到所述三维地形上，生成带有纹理的三维地形；

渲染所述带有纹理的三维地形得到所述待生成区域对应的三维地图。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从预存的二维矢量地图数据和数字高程数据中，获取预置的待生成区域对应的二维矢量地图数据和数字高程数据，具体包括：

从预存的二维矢量地图数据和数字高程数据中，确定出经纬度坐标落在所述待生成区域的经纬度范围内的二维矢量地图数据和数字高程数据；

将确定出的二维矢量地图数据和数字高程数据，确定为所述待生成区域对应的二维矢量地图数据和数字高程数据。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，渲染所述带有纹理的三维地形之前，还包括：

对所述带有纹理的三维地形进行透视投影处理；

针对透视投影处理后的所述带有纹理的三维地形，执行所述渲染所述带有纹理的三维地形得到所述待生成区域对应的三维地图的步骤。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据获取的二维矢量地图数据渲染生成二维地图纹理，具体包括：

通过正交投影渲染方式，对所述二维矢量地图数据进行渲染得到二维地图纹理。

5.一种三维地图的生成装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于从预存的二维矢量地图数据和数字高程数据中，获取预置的待生成区域对应的二维矢量地图数据和数字高程数据；

二维地图纹理生成单元，用于根据获取的二维矢量地图数据渲染生成二维地图纹理；

三维地形生成单元，用于根据获取的数字高程数据对待生成区域进行三角化，生成三维地形；

映射单元，用于将所述二维地图纹理映射到所述三维地形上，生成带有纹理的三维地形；

三维地图生成单元，用于渲染所述带有纹理的三维地形得到所述待生成区域对应的三维地图。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取单元，具体用于：

从预存的二维矢量地图数据和数字高程数据中，确定出经纬度坐标落在所述待生成区域的经纬度范围内的二维矢量地图数据和数字高程数据；

将确定出的二维矢量地图数据和数字高程数据，确定为所述待生成区域对应的二维矢量地图数据和数字高程数据。

7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，还包括：

处理单元，用于在所述三维地图生成单元渲染所述带有纹理的三维地形得到所述待生成区域对应的三维地图之前，对所述带有纹理的三维地形进行透视投影处理；

针对透视投影处理后的所述带有纹理的三维地形，触发所述三维地图生成单元。

8.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述二维地图纹理生成单元，具体用于：

通过正交投影渲染方式，对所述二维矢量地图数据进行渲染得到二维地图纹理。