CN106023311B - 提高三维地形生成精度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高三维地形生成精度的方法，S1，利用传统测量方法获取原始测绘数据后，测绘人员在现场依据地形走向勾绘等高线、绘制特征地形线，由高程点、等高线、地形线直接生成tin格式数据；S2，基于.net编程技术开发转换工具，优化数据结构，将其以通用的dwg格式数据保存；S3，利用Rhinoceros软件将dwg格式数据转换为igs格式数据；S4，在CATIA软件中导入igs格式数据；S5，基于API编程技术对CATIA进行二次开发,将批量形成的三角面自动接合生成地形。本发明优点在于生成的三维地形数据，无精度损失的传递到BIM软件中，使生成的三维地形不丢失细节信息，精度无损失。

Description

提高三维地形生成精度的方法
技术领域
本发明涉及三维地形地貌建模方法，尤其是涉及提高三维地形生成精度的方法。
背景技术
计算机图形学已进入三维时代，工程建设BIM（建筑信息模型-英文BuildingInformation Modeling的缩写）技术应用离不开三维地形。目前，构建三维地形的方法多由grid（规则格网）类型的DEM（数字高程模型-英文Digital Elevation Model的缩写）数据直接生成，主要步骤如下：第一步，通过传统测量方法（经纬仪、水准仪、全站仪测量，GPS测量）获取原始测绘数据，测绘工程师在现场依据地形走向和工作经验勾绘等高线，由等高线、高程点数据生成grid数据；或者利用现代摄影测量技术通过立体像对生成grid数据；第二步，根据上述grid数据，由BIM软件自动生成三维地形面。
上述方法存在的不足是，grid数据虽符合测量标准的精度要求，但是BIM软件从grid数据自动生成三维地形面时，往往由于缺少特征地形线信息，使得自动生成的三角网格地形数据存在丢失地形细节信息现象，导致与真实地形相比有较大偏差，影响工程量计算精准度，给投资控制带来不利因素。
发明内容
本发明目的在于提供一种提高三维地形生成精度的方法。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述提高三维地形生成精度的方法，包括下属步骤：
S1，利用传统测量方法（经纬仪、水准仪、全站仪测量，GPS测量）获取原始测绘数据后，测绘人员在现场依据地形走向勾绘等高线、绘制特征地形线，由高程点、等高线、地形线直接生成tin（不规则三角网格-英文Triangulated Irregular Network的缩写）格式数据；或者利用现代摄影测量方法提取地形信息，由测绘人员判读，增加特征地形线绘制工作流程，输出为tin格式数据；
S2，基于.net（刀奈特）编程技术开发转换工具，优化数据结构，即：由于tin格式复杂，不能被其他软件直接读取，基于.net编程技术开发转换工具，优化数据组织，提取组成三角网的节点（Node，三维点）和边（Edge，三维线段）信息，将所述的tin格式数据存储为通用的dwg（Drawing图）格式数据；
S3，利用Rhinoceros (犀牛)软件将所述dwg格式数据转换为igs（初始图形-英文规格Initial Graphics Specification的缩写）格式数据，该格式数据为不规则三角网格组成，以避免因格式不同而造成精度损失；
S4，在CATIA（计算机辅助三维交互应用-英文 Computer Aided Tri-DimensionalInterface Application 的缩写）软件中导入igs格式数据；
S5，基于API（应用程序接口-英文Application Program Interface的缩写）编程技术对CATIA进行二次开发，即在CATIA环境下，利用循环语句选择全部的不规则三角网格，将这些不规则三角网格一一填充（Fill）形成三角面, 将批量形成的三角面自动接合生成地形。
所述S1中的原始测绘数据为包含坐标和高程信息的点数据。
本发明优点在于充分利用原始测绘数据，将测绘人员判读、干预下生成的三维地形数据，无精度损失的传递到BIM软件中，使生成的三维地形不丢失细节信息，精度无损失。完全改变以往由BIM软件自动生成三维地形过程中，丢失陡坎、坑塘、道路等地形特征信息的现象。
附图说明
图1是包含道路及坝垛的CAD地形图。
图2是CATIA软件利用图1矢量数据采用常规方法直接生成三角网格面的三维地形平面投影图（是CATIA软件利用图1矢量数据采用常规方法由软件内置的三角网格面命令自动生成的三维地形平面投影图在电脑屏幕上的显示）。
图3是CATIA软件利用原始勘测数据采用本发明方法建立的三维地形平面投影图(是用CATIA软件利用原始勘测数据采用本发明所述方法步骤，利用二次开发程序自动生成的三维地形平面投影图在电脑屏幕上的显示)。
具体实施方式
本发明所提高三维地形生成精度的方法，包括下述步骤：
S1，利用传统测量方法（经纬仪、水准仪、全站仪测量，GPS测量）获取包含坐标和高程信息的原始测绘点数据，测绘人员在现场依据地形走向勾绘等高线、绘制特征地形线，由高程点、等高线、地形线直接生成tin格式数据；或者利用现代摄影测量方法提取地形信息，由测绘人员判读，增加特征地形线绘制工作流程，输出为tin格式数据；
S2，基于.net编程技术开发转换工具，优化数据结构，即由于tin格式复杂，不能被其他软件直接读取，基于.net编程技术开发转换工具，优化数据组织，提取组成三角网的节点（Node，三维点）和边（Edge，三维线段）信息），将所述的tin格式数据存储为通用的dwg格式数据；
S3，利用Rhinoceros软件将所述dwg格式数据转换为igs格式数据，该格式数据为不规则三角网格组成，以避免因格式不同而造成精度损失；
S4，在CATIA软件中导入igs格式数据；
S5，基于API编程技术对CATIA进行二次开发，即在CATIA环境下，利用循环语句选择全部的不规则三角网格，将这些不规则三角网格一一填充（Fill）形成三角面, 将批量形成的三角面自动接合生成地形。
如图1-3所示，图1中表示地形的坝垛1、道路2，在图2中因精度损失而无法表达显示；采用本发明方法建立的三维地形平面投影如图3所示，表示地形的坝垛1、道路2无精度损失，得到了清晰的表达显示。

Claims (2)

1.一种提高三维地形生成精度的方法，其特征在于：包括下属步骤：
S1，利用传统测量方法获取原始测绘数据后，测绘人员在现场依据地形走向勾绘等高线、绘制特征地形线，由高程点、等高线、地形线直接生成tin格式数据；或者利用现代摄影测量方法提取地形信息，由测绘人员判读，增加特征地形线绘制工作流程，输出为tin格式数据；
S2，基于.net编程技术开发转换工具，优化数据结构，将其以通用的dwg格式数据保存；
S3，利用Rhinoceros软件将所述dwg格式数据转换为igs格式数据，该格式数据为不规则三角网格组成，以避免因格式不同而造成精度损失；
S4，在CATIA软件中导入igs格式数据；
S5，基于API编程技术对CATIA进行二次开发, 即在CATIA环境下，利用循环语句选择全部的不规则三角网格，将这些不规则三角网格一一填充形成三角面,将批量形成的三角面自动接合生成地形。
2.根据权利要求1所述提高三维地形生成精度的方法，其特征在于：所述S1中的原始测绘数据为包含坐标和高程信息的点数据。
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