CN105761309A - 一种处理数字地面模型接缝的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种处理数字地面模型接缝的方法，例如，该方法可以包括：通过对数字地面模型中两个相邻三角网相邻边界上边界点在水平面上的坐标进行比较，区分出两个相邻三角网在水平面上投影相互重合的边界点，以及，在水平面上投影不重合的边界点；将在水平面上投影相互重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标更新为相同的值；将两个相邻三角网的相邻边界上的投影不重合的边界点分别添加到对方的边界点集合中；基于添加的边界点，在三角网内形成新的三角形。本发明实施例使相邻三角网相邻边界两边地形连贯、自然，且不会额外增加大面积的平面，不会降低总体绘制效率。另外，本发明实施例还公开了一种处理数字地面模型接缝的装置。

Description

一种处理数字地面模型接缝的方法及装置

技术领域

本发明涉及数字地面模型领域，尤其涉及一种处理数字地面模型接缝的方法及装置。

背景技术

数字地面模型(DTM，DigitalTerrainModel)是导航地图非常重要的组成部分，越来越多地被用于各种导航应用中。受限于DTM数据的采集方法，DTM通常使用像素图加配置文件的方式存储，其中，像素图用于存储每个像素点的高度信息，配置文件用于存储像素点的平面位置信息。

在导航应用中，DTM以三角网的形式渲染。一个DTM中可以有多个三角网，一个三角网是由多个三角形组成的多边形网格。在数字地面模型中，可以按照比例尺的需要，划分各个三角网所覆盖的范围。三角网在图形学和建模中广泛使用，用来模拟复杂物体的表面。三角网可细分为规则三角网和不规则三角网。其中，规则三角网中的三角形可以为边长相等的直角三角形。不规则三角网是由规则三角网抽稀并再三角剖分后，由离散的点集形成。不规则三角网可以缩减数字地面模型的存储空间，且能大幅度提高导航应用的渲染效率。但是，由于一个大范围的DTM往往由多张像素图组成，在对DTM进行抽稀再三角剖分时，每个像素图得出的不规则三角网可能并不相同，所以各个不规则三角网的边缘会有出现缝隙。例如，如图1所示的两个相邻的三角网tile1与tile2之间有缝隙。

为了填补缝隙，目前通常在两个三角网之间填充一个垂直于水平面的平面，从而从视觉上消除缝隙，但是两个三角网之间缝隙处的地形不连贯，填补不自然，且由于增加了面积较大的平面，总体绘制效率会降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种处理数字地面模型接缝的方法及装置，以使三角网之间接缝严密、连贯且不降低总体绘制效率的目的。

在本发明实施例的第一个方面，提供了一种处理数字地面模型接缝的方法，例如，该方法可以包括：通过对数字地面模型中两个相邻三角网相邻边界上边界点在水平面上的坐标进行比较，区分出所述两个相邻三角网在水平面上投影相互重合的边界点，以及，在水平面上投影不重合的边界点；将在水平面上投影相互重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标更新为相同的值；将所述两个相邻三角网的相邻边界上的投影不重合的边界点分别添加到对方的边界点集合中；基于添加的边界点，在三角网内形成新的三角形。

在本发明实施例的第二个方面，提供了一种处理数字地面模型接缝的装置，例如，该装置可以包括：比较单元，用于通过对数字地面模型中两个相邻三角网相邻边界上边界点在水平面上的坐标进行比较，区分出所述两个相邻三角网在水平面上投影相互重合的边界点，以及，在水平面上投影不重合的边界点；重合边界点处理单元，用于将在水平面上投影相互重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标更新为相同的值；非重合边界点处理单元，用于将所述两个相邻三角网的相邻边界上的投影不重合的边界点分别添加到对方的边界点集合中；新三角形划分单元，用于基于添加的边界点，在三角网内形成新的三角形。

可见，本发明实施例具有如下有益效果：

由于本发明实施例将两个相邻三角网相邻边界上投影重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标更新为相同的值，因此，两个三角网边界之间同一位置高度落差造成的缝隙可以被消除，由于将投影不重合的边界点在所述两个相邻三角网的相邻边界中互补，针对三角网内新加入的边界点在该三角网内形成新的三角形，因此，两个三角网边界之间水平面上的缝隙可以通过在三角网中针对新加入的边界点形成新三角形来填补，从而使得两个相邻三角网的相邻边界处地形连贯，缝隙处的填补更加自然。如图6所示的具有缝隙的两个相邻三角网，在应用本发明实施例提供的方法填充缝隙后，两个相邻三角网之间的缝隙消除，而且，相邻边界的两边地形连贯、自然、更加接近现实世界地形外貌。而且，针对新加入的边界点形成新三角形不会额外增加大面积的平面，不会降低总体绘制效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为两个相邻的三角网之间缝隙的简单示意图；

图2为本发明实施例提供的一种处理数字地面模型接缝的方法流程示意图之一；

图3为应用本发明实施例提供的方法处理缝隙后的两个相邻的三角网的简单示意图；

图4为本发明实施例提供的一种处理数字地面模型接缝的方法流程示意图之二；

图5为两个相邻的三角网之间缝隙的三维立体示意图；

图6为应用本发明实施例提供的方法处理缝隙后的两个相邻的三角网的三维立体示意图；

图7为本发明实施例提供的一种处理数字地面模型接缝的装置结构示意图之一；

图8为本发明实施例提供的一种处理数字地面模型接缝的装置结构示意图之二。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

例如，参见图2，为本发明提供的一种处理数字地面模型接缝的方法流程示意图。如图2所示，该方法可以包括：

S210、通过对数字地面模型中两个相邻三角网相邻边界上边界点在水平面上的坐标进行比较，区分出所述两个相邻三角网在水平面上投影相互重合的边界点，以及，在水平面上投影不重合的边界点。

例如，在本发明实施例一些可能的实施方式中，所述数字地面模型可以配置有用于保存各个像素点的水平面位置信息的配置文件。其中，水平面位置信息可以用地理上的经纬度坐标来表示。假设本发明实施例中以(x，y，z)表示一个像素点的三维坐标，其中，(x，y)用于表示像素点在水平面上的坐标(如地理上的经纬度坐标)，z用于表示像素点在垂直水平面轴向上的高度。则可以从数字地面模型的配置文件中读取出任意两个相邻三角网的相邻边界上的边界点在水平面上的坐标(x，y)，进而将任意两个相邻三角网的相邻边界上的边界点在水平面上的坐标(x，y)进行比较。

例如，参见图1，为两个相邻的三角网tile1与tile2的简单示意图。在三角网tile1中，与三角网tile2相邻的相邻边界对应的边界点集合为{p1、p2、p3}。在三角网tile2中，与三角网tile1相邻的相邻边界对应的边界点集合为{p4、p5}。则可以从数字地面模型的配置文件中读取出p1、p2、p3、p4、p5这五个边界点的x、y坐标。通过将这五个边界点的x、y坐标进行比较，可以从在这五个边界点中区分出在水平面上投影重合的边界点，以及，在水平面上投影不重合的边界点。

需要说明的是，在实际应用中，可以根据实际需要设置边界点在水平面上是否重合的判断标准。例如，如果对缝隙填补精度要求较高，则可以将投影重合的边界点的判断标准设置为在水平面上的坐标完全相同，如果对缝隙填补精度要求不高，则可以允许一定误差，将水平面上坐标之差小于误差的两个边界点判定为投影重合的边界点，从而可以在后续的步骤中一定程度上减少投影不重合边界点的数量，减少重新划分三角形的相关计算，提高填补缝隙的效率。

S220、将在水平面上投影相互重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标更新为相同的值。

S230、将所述两个相邻三角网的相邻边界上的投影不重合的边界点分别添加到对方的边界点集合中。

需要说明的是，所述步骤S220与步骤S230之间并无特定的执行顺序，可以并行执行，也可以先后执行。

针对在水平面上投影重合的边界点，无论采取哪种计算更新高度的方法，只要保证将水平面上投影重合的任意两个边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标更新为相同的值即可达到填补这两个边界点之间缝隙的目的。因此，本发明在实际实施时，可以根据实际需要设置任意可能的计算方法，本发明对此并不进行限制。

需要说明的是，可以根据数字地面模型中用于描述三角形结构以及三角形组成的三角网结构的数据确定三角网之间的相邻边界，以及，所述相邻边界对应的边界点集合。因此，可以将投影不重合的边界点添加到对方三角网相邻边界对应的边界点集合中。例如，假设所述两个相邻三角网分别为第一三角网以及第二三角网，则可以将第一三角网相邻边界上所有与第二三角网相邻边界不重合的边界点添加到第二三角网相邻边界对应的边界点集合中，将第二三角网相邻边界上所有与第一三角网不重合的边界点添加到第一三角网相邻边界对应的边界点集合中。

例如，在图1所示的示例中，p2是tile1与tile2的相邻边界在水平面上投影不重合的边界点，则可以将p2加入tile2的相邻边界对应的边界点集合中。加入p2后，tile2的相邻边界对应的边界点集合为{p4，p2，p5}。

S240、针对所述三角网内新加入的边界点，在该三角网内形成新的三角形。

一个三角网会被划分为若干个三角形，三角网中的每一个边界点都会落入到一个三角形中。三角形在三角网中的划分方式可以根据实际需要设置。因此，本发明对针对新加入的边界点在三角网中如何形成新的三角形的具体实施方式并不进行限制。

应用本发明实施例提供的方法，由于将两个相邻三角网相邻边界上投影重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标更新为相同的值，因此，两个三角网边界之间同一位置高度落差造成的缝隙可以被消除，由于将投影不重合的边界点在所述两个相邻三角网的相邻边界中互补，针对三角网内新加入的边界点在该三角网内形成新的三角形，因此，两个三角网边界之间水平面上的缝隙可以通过在三角网中针对新加入的边界点形成新三角形来填补。可见，应用本发明实施例填充两个相邻三角网之间的缝隙后，两个相邻三角网之间的地形连贯、填补自然，且针对新加入的边界点形成新三角形不会额外增加大面积的平面，不会降低总体绘制效率。

下面，对本发明实施例一些可能的实施方式进行详细说明。

例如，参见图4，为本发明提供的一种处理数字地面模型接缝的方法流程示意图。如图4所示，该方法可以包括：

S410、通过对数字地面模型中两个相邻三角网相邻边界上边界点在水平面上的坐标进行比较，区分出所述两个相邻三角网在水平面上投影相互重合的边界点，以及，在水平面上投影不重合的边界点。

一些可能的实施方式中，为了便于比较，可以预先将两个相邻三角网相邻边界上边界点按水平面同一纬度上的坐标，如y轴坐标进行排序，将排序后的边界点的坐标进行比较。

S420、计算出在水平面上投影相互重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标的平均值；将在水平面上投影相互重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标更新为所述平均值。需要说明的是，针对在水平面上投影相互重合的边界点的更新高度，本发明实施例中还可以采取其他计算方法，计算平均值仅为本发明一种可能的实施方式。

例如，假设在图1所示的示例中，p1点与p4点的(x，y)坐标，p3点与p5点的(x，y)坐标相同，则可以从数字地面模型的像素图中读取出p1点、p3、p4、p5的高度坐标z，计算p1点与p4点的高度坐标z的平均值，将p3点与p5点的高度坐标z更新为该平均值，计算p3点与p5点的高度坐标z的平均值，将p3点与p5点的高度坐标z更新为该平均值。更新p1、p4、p3、p5点的高度坐标之后，如图3所示，p1与p4成为三维空间位置相同的边界点、p3与p5成为三维空间位置相同的边界点。

S430、将所述两个相邻三角网的相邻边界上的投影不重合的边界点分别添加到对方的边界点集合中。

S440、在新加入了边界点的三角网内，查询出所述新加入的边界点在该三角网内所在的三角形，将所述新加入的边界点在所述三角形所在边的对角顶点，与所述新加入的边界点连线，使所述三角形划分出新的三角形。

一些可能的实施方式中，可以预先将两个相邻三角网相邻边界上边界点按水平面同一纬度上的坐标，如y轴坐标进行排序。因此，可以根据该排序结果快速找到新加入的边界点落入哪两个已有的边界点之间。查询出所落入的两个已有的边界点所在的三角形，将该三角形的另一顶点与该新加入的边界点连线，使所述三角形划分出新的三角形。

例如，在图3所示的示例中，将p2添加到tile2的相邻边界对应的边界点集合之后，可以找到与tile2原有的边界点p4，p5相关联的三角形，即p4，p5、p0三点组成的三角形，进而在p2与该三角形的另一顶点p0间连线，从而将p4，p5、p0三点组成的三角形划分为p2、p4、p0以及p2、p5、p0分别组成的两个三角形。

可见，应用该实施例提供的方法，可以通过简单高效的平均值计算方法得到投影重合的边界点的更新高度、利用新加入的边界点对其加入的三角网内关联的三角形进行划分形成新的三角形，从而无需再次进行全局的三角剖分，填补三角网之间缝隙的效率较高，而且接缝严密，不损失现实地形的外貌特点。例如，图5，图6分别为两个相邻三角网的三维立体示意图。应用本发明实施例提供的方法对如图5所示的两个相邻三角网之间的缝隙进行处理后，可以得到图6所示的填补缝隙后的两个相邻三角网。

本发明实施例可以用来处理多个三角网进行整合时出现的缝隙，也可以用来处理格网式数字地面模型的像素图进行三角剖分抽稀时出现的缝隙。具体地，例如，本发明实施例所述两个相邻三角网可以为，所述数字地面模型中所有不规则三角网中的每两个相邻的不规则三角网，或者，本发明实施例所述两个相邻三角网可以为，所述数字地面模型中根据整合需求所确定的部分不规则三角网中的每两个相邻的不规则三角网。

可以理解的是，在处理数字地面模型中所有不规则三角网中的每两个相邻的不规则三角网之间的缝隙，或者，在处理部分不规则三角网中的每两个相邻的不规则三角网之前，可以先确定数字地面模型中所有不规则三角网之间，或者，部分不规则三角网之间，所有两个相邻的不规则三角网的组合。针对每一种组合，使用本发明实施例提供的方法处理该组中两个相邻的不规则三角网之间的缝隙。

在上面的实施方式中，所述三角网可以是数字地面模型中经过抽稀后的不规则三角网。因此，本发明实施例还可以包括通过对所述数字地面模型转化为规则三角网、对所述规则三角网进行抽稀以及三角剖分获得所述不规则三角网的步骤。

与上述处理数字地面模型接缝的方法相对应地，本发明实施例还提供了一种处理数字地面模型接缝的装置。

例如，参见图7，为本发明实施例提供的处理数字地面模型接缝的装置结构示意图。如图7所示，该装置可以包括：

比较单元710，可以用于通过对数字地面模型中两个相邻三角网相邻边界上边界点在水平面上的坐标进行比较，区分出所述两个相邻三角网在水平面上投影相互重合的边界点，以及，在水平面上投影不重合的边界点。

重合边界点处理单元720，可以用于将在水平面上投影相互重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标更新为相同的值。

非重合边界点处理单元730，可以用于将所述两个相邻三角网的相邻边界上的投影不重合的边界点分别添加到对方的边界点集合中。

新三角形划分单元740，可以用于基于添加的边界点，在三角网内形成新的三角形。

配置本发明实施例提供的装置，由于重合边界点处理单元720将两个相邻三角网相邻边界上投影重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标更新为相同的值，因此，两个三角网边界之间同一位置高度落差造成的缝隙可以被消除，由于非重合边界点处理单元730将投影不重合的边界点在所述两个相邻三角网的相邻边界中互补，且新三角形划分单元740针对三角网内新加入的边界点在该三角网内形成新的三角形，因此，两个三角网边界之间水平面上的缝隙可以通过在三角网中针对新加入的边界点形成新三角形来填补。可见，本发明实施例对缝隙处的填补自然，且针对新加入的边界点形成新三角形不会额外增加大面积的平面，不会降低总体绘制效率

一些可能的实施方式中，如图8所示，所述重合边界点处理单元720可以包括：平均高度计算子单元721，可以用于计算出在水平面上投影相互重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标的平均值。高度更新子单元722，可以用于将在水平面上投影相互重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标更新为所述平均值。

一些可能的实施方式中，如图8所示，所述新三角形划分单元740可以包括：查询三角形子单元741，可以用于在新加入了边界点的三角网内，查询出所述新加入的边界点在该三角网内所在的三角形。连线子单元742，可以用于将所述新加入的边界点在所述三角形所在边的对角顶点，与所述新加入的边界点连线，使所述三角形划分出新的三角形。

本发明实施例提供的装置可以用来处理多个三角网进行整合时出现的缝隙，也可以用来处理格网式数字地面模型的像素图进行三角剖分抽稀时出现的缝隙。具体地，例如，本发明实施例所述两个相邻三角网可以为，所述数字地面模型中所有不规则三角网中的每两个相邻的不规则三角网，或者，本发明实施例所述两个相邻三角网可以为，所述数字地面模型中根据整合需求所确定的部分不规则三角网中的每两个相邻的不规则三角网。

在上面的实施方式中，本发明实施例提供的装置还可以通过对所述数字地面模型转化为规则三角网、对所述规则三角网进行抽稀以及三角剖分获得所述不规则三角网。

可见，配置上述实施例提供的装置，可以由通过简单高效的平均值计算方法得到投影重合的边界点的更新高度、利用新加入的边界点对其加入的三角网内关联的三角形进行划分形成新的三角形，从而无需再次进行全局的三角剖分，填补三角网之间缝隙的效率较高，而且接缝严密，不损失现实地形的外貌特点。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，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。

本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种处理数字地面模型接缝的方法，其特征在于，包括：

通过对数字地面模型中两个相邻三角网相邻边界上边界点在水平面上的坐标进行比较，区分出所述两个相邻三角网在水平面上投影相互重合的边界点，以及，在水平面上投影不重合的边界点；

将在水平面上投影相互重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标更新为相同的值；

将所述两个相邻三角网的相邻边界上的投影不重合的边界点分别添加到对方的边界点集合中；

基于添加的边界点，在三角网内形成新的三角形。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将在水平面上投影相互重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标更新为相同的值包括：

计算出在水平面上投影相互重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标的平均值；

将在水平面上投影相互重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标更新为所述平均值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于添加的边界点，在三角网内形成新的三角形包括：

在新加入了边界点的三角网内，查询出所述新加入的边界点在该三角网内所在的三角形；

将所述新加入的边界点在所述三角形所在边的对角顶点，与所述新加入的边界点连线，使所述三角形划分出新的三角形。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述两个相邻三角网为，所述数字地面模型中所有不规则三角网中的每两个相邻的不规则三角网；

或者，

所述两个相邻三角网为，所述数字地面模型中根据整合需求所确定的部分不规则三角网中的每两个相邻的不规则三角网。

5.一种处理数字地面模型接缝的装置，其特征在于，包括：

比较单元，用于通过对数字地面模型中两个相邻三角网相邻边界上边界点在水平面上的坐标进行比较，区分出所述两个相邻三角网在水平面上投影相互重合的边界点，以及，在水平面上投影不重合的边界点；

重合边界点处理单元，用于将在水平面上投影相互重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标更新为相同的值；

非重合边界点处理单元，用于将所述两个相邻三角网的相邻边界上的投影不重合的边界点分别添加到对方的边界点集合中；

新三角形划分单元，用于基于添加的边界点，在三角网内形成新的三角形。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述重合边界点处理单元包括：

平均高度计算子单元，用于计算出在水平面上投影相互重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标的平均值；

高度更新子单元，用于将在水平面上投影相互重合的边界点在垂直水平面轴向上的高度坐标更新为所述平均值。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述新三角形划分单元包括：

查询三角形子单元，用于在新加入了边界点的三角网内，查询出所述新加入的边界点在该三角网内所在的三角形；

连线子单元，用于将所述新加入的边界点在所述三角形所在边的对角顶点，与所述新加入的边界点连线，使所述三角形划分出新的三角形。

8.根据权利要求5-7任一项所述的装置，其特征在于，所述两个相邻三角网为，所述数字地面模型中所有不规则三角网中的每两个相邻的不规则三角网；或者，所述两个相邻三角网为，所述数字地面模型中根据整合需求所确定的部分不规则三角网中的每两个相邻的不规则三角网。