CN106875480B - 一种城市三维数据组织的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及计算机技术领域，公开了一种城市三维数据组织的方法，包括以下步骤：(1)以测绘数据的图幅大小为依据进行划分，建立网格化管理单元；(2)根据步骤(1)建立的网格化管理单元，计算生成三维数学模型，以此三维数学模型驱动生成三维精细建模数据，根据三维精细建模数据生成不断简化的三维空间数据；(3)根据步骤(2)生成的三维空间数据，对每个网格建立多类基础地理信息数据软件自动化配置方案，然后储存在三维空间数据包内；(4)调用三维空间数据包，渲染成目标模型。本发明通过合理的数据组织，随着画面比例和空间距离加载不同类型的数据类型，逐步增加结构和纹理精度，从而使得数据的管理、传输、处理的效率大大提升。

Description

一种城市三维数据组织的方法
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及一种城市三维数据组织的方法。
背景技术
在城市模型建立过程中，通过对现状三维数据一般以规划单元、城市行政划分等为管理单元的数据组织方式的综合比较分析后，同时结合城市地理信息的技术积累，提出了基于网格化的数据管理模式，其主要方式以测绘地形图图幅范围为网格。通过以网格为基本建模单元，进行三维空间数据的生产、加工、建库、发布等应用。采用该方式一方面避免因规划调整、行政区划调整引起的基础管理单元的变化，可满足长期通过稳定网格方式进行科学管理，同时也与二维的基础数据的管理方式一致，方便未来的修测、更新和统一管理。
根据三维空间数据实际需求应用的不同要求，在一些三维宏观决策上只要满足利用城市空间形态的表达即可的需求，提出了结合多类基础地理信息数据融合快速自动化形成全市域空间体块轮廓方式，主要通过识别地形图的轮廓、标高、层数、多对象的轮廓等信息，通过软件自动化，快速将离散的二维地形图的面片结构还原成三维空间房屋数据组织，通过软件的自动化组织和渲染技术，可以迅速复原整个城市空间形态。
另一方面采用三维技术来进行三维城市的仿真已经越来越多，但是由于三维空间数据的复杂和数据量巨大，受制于现有技术和硬件内存、显卡等条件，往往现有的三维平台只能一定角度、一定范围的表达城市空间特征，如果需要宏观表达整个城市的空间体态、大区域的沿河沿江景观带都存在一定问题。
基于以上原因及需求，在本项目中设计了基于空间多个维度多尺度融合计算的数据模型，通过此数据模型驱动生成不同的精细程度三维空间数据，可以一定的硬件基础上，通过该数据模型进行动态加载不同尺度的数据，大大加强三维数据的加载面积，达到宏观海量数据的浏览展示。
发明内容
本发明针对现有技术中针对三维空间模型数据、由于数据对象多、单体数据量大、组织方式复杂，尤其海量数据还存在管理不方便、处理缓慢、加载迟缓、响应不及时的缺点，提供了一种城市三维数据组织的方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决。
一种城市三维数据组织的方法，包括如下步骤：
(1)以测绘数据的图幅大小为依据进行划分，建立网格化管理单元，将原始三维数据按单元进行划分及分类管理；
(2)根据步骤(1)建立的网格化管理单元，采用基于根据空间距离、模型体量和屏幕像素计算生成三维数学模型，以此三维数学模型驱动生成三维精细建模数据，根据三维精细建模数据生成不断简化的三维空间数据；
(3)以网格为基础处理单元，根据步骤(2)生成的三维空间数据，对每个网格建立多类基础地理信息数据软件自动化配置方案，包括二维数据三维化呈现的线条、颜色、透明度及加载空间距离层次，用于远处城市形态的表达和精细模型数据的视觉延伸，然后储存在三维空间数据包内；
(4)通过配置步骤(3)三维空间数据包，根据不同的应用需求进行调用，渲染成目标模型。
作为优选，步骤(1)中，划分根据为城区1：500图幅，郊区1：2000图幅。
作为优选，步骤(2)中，不断简化的三维空间数据对应的清晰度为逐级下降，直到清晰度为一个像素显示。
作为优选，步骤(3)中，三维数据包括空间数据、表面精细度、远近程度和空间位置。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
本发明通过合理的数据组织，以网格化数据为基础，随着画面比例和空间距离加载不同类型的数据类型，从简单的体块轮廓逐步不断增加结构和纹理精度，从而使得数据的管理、传输、处理的效率大大提升。
附图说明
图1是本发明一种城市三维数据组织的方法中三维空间数据包的结构示意图；
图2是本发明一种城市三维数据组织的方法中城市模型的效果示意图；
图3是本发明一种城市三维数据组织的方法中工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图3所示，一种城市三维数据组织的方法，包括如下步骤：
(1)以测绘数据的图幅大小为依据进行划分，划分根据为城区1：500图幅，郊区1：2000图幅，建立网格化管理单元，将原始三维数据按单元进行划分及分类管理；
(2)根据步骤(1)建立的网格化管理单元，采用基于根据空间距离、模型体量和屏幕像素计算生成三维数学模型，以此三维数学模型驱动生成三维精细建模数据，根据三维精细建模数据生成不断简化的三维空间数据，不断简化的三维空间数据对应的清晰度为逐级下降，直到清晰度为一个像素显示；
(3)以网格为基础处理单元，根据步骤(2)生成的三维空间数据，对每个网格建立多类基础地理信息数据软件自动化配置方案，包括二维数据三维化呈现的线条、颜色、透明度及加载空间距离层次，用于远处城市形态的表达和精细模型数据的视觉延伸，然后储存在三维空间数据包内；三维数据包括空间数据、表面精细度、远近程度和空间位置；
(4)通过配置步骤(3)三维空间数据包，根据不同的应用需求进行调用，渲染成目标模型。
由于城市区域较为建筑模型密集，需要展示的模型较多，而郊区区域建筑较为稀疏，需要展示的模型较少，所以为了加载方便，设置了图幅划分依据，方便了后续的数据处理和显示。
然后对划分后的每个网格管理单元进行计算生成三维数学模型，根据三维数学模型生成三维精细建模数据，这部分数据为原始数据，即在三维显示时是最清楚的数据，然后再根据这部分数据进行不断简化的三维空间数据，显示的清晰度也逐级下降，直到清晰度为一个像素显示为止。
在使用时候，对不同清晰度的三维空间数据进行分类，通过配置多类基础地理信息数据软件自动化配置方案，方便后续使用时候的调用，并且存储在三维空间数据包内，最后根据不同清晰度的需求，调用生成不同清晰度的城市三维模型。
本发明通过合理的数据组织，以网格化数据为基础，随着画面比例和空间距离加载不同类型的数据类型，从简单的体块轮廓逐步不断增加结构和纹理精度，从而使得数据的管理、传输、处理的效率大大提升。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种城市三维数据组织的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)以测绘数据的图幅大小为依据进行划分，建立网格化管理单元，将原始三维数据按单元进行划分及分类管理；
(2)根据步骤(1)建立的网格化管理单元，基于根据空间距离、模型体量和屏幕像素的计算，计算后的空间距离、模型体量和屏幕像素生成三维数学模型，以此三维数学模型驱动生成三维精细建模数据，根据三维精细建模数据生成不断简化的三维空间数据；
(3)以网格为基础处理单元，根据步骤(2)生成的三维空间数据，对每个网格建立多类基础地理信息数据软件自动化配置方案，包括二维数据三维化呈现的线条、颜色、透明度及加载空间距离层次，用于远处城市形态的表达和精细模型数据的视觉延伸，然后储存在三维空间数据包内；
(4)通过配置步骤(3)三维空间数据包，根据不同的应用需求进行调用，渲染成目标模型。
2.根据权利要求1所述的一种城市三维数据组织的方法，其特征在于：步骤(1)中，图幅大小的划分根据为城区1：500图幅，郊区1：2000图幅。
3.根据权利要求1所述的一种城市三维数据组织的方法，其特征在于：步骤(2)中，不断简化的三维空间数据对应的清晰度为逐级下降，直到清晰度为一个像素显示。
4.根据权利要求1所述的一种城市三维数据组织的方法，其特征在于：步骤(3)中，三维空间数据包包括空间数据、表面精细度、远近程度和空间位置。
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