CN108053475A - 一种三维地形显示方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三维地形显示方法及装置，该方法包括：对获取到的地形高程数据进行处理，获得地形三角面片；按照地形分块预设规则，对所述地形三角面片进行分块存储，获得多个地形块；据当前地图比例尺规格和当前地图显示位置，将需要进行渲染的地形对应的所述地形块加载到内存中；对所述各个地形块进行LOD模型化简，并对相邻的两个地形块进行块间补缝处理，生成处理后的三角面片；将处理后的三角面片进行渲染显示，得到待显示的地形。通过本发明实现了高效显示地图地形的目的。
Description
技术领域
本发明涉及电子地图技术领域，特别是涉及一种三维地形显示方法及装置。
背景技术
在电子地图中，为了能够表示地形的高低起伏，需要在电子地图中加入地形系统。现有的地形系统多采用实时LOD技术进行渲染处理，LOD技术即Levels of Detail的简称，意为多细节层次。LOD技术指根据物体模型的节点在显示环境中所处的位置和重要度，决定物体渲染的资源分配，降低非重要物体的面数和细节度，从而获得高效率的渲染运算。当采用LOD技术比如Roam算法进行渲染处理时，这些系统要求地形的范围是有限的，并且这些算法要求所有的数据需要一次性加载到内存中。
但是，在三维电子地图中，当需要显示地形时，由于在小比例尺下需要显示的范围较大，使得需要显示的地形数据规模会很大，数据量也会很大，对渲染效率也是一种挑战，进而无法实现对地图地形的高效显示。
发明内容
针对于上述问题，本发明提供一种三维地形显示方法及装置，实现了高效显示地图地形的目的。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种三维地形显示方法，该方法包括：
对获取到的地形高程数据进行处理，获得地形三角面片；
按照地形分块预设规则，对所述地形三角面片进行分块存储，获得多个地形块；
根据当前地图比例尺规格和当前地图显示位置，将需要进行渲染的地形对应的所述地形块加载到内存中；
对所述各个地形块进行LOD模型化简，并对相邻的两个地形块进行块间补缝处理，生成处理后的三角面片；
将处理后的三角面片进行渲染显示，得到待显示的地形。
优选的，所述对获取到的地形高程数据进行处理，获得地形三角面片，包括：
将获取到的地形高程数据进行异常点处理，得到去除掉异常点后的数据，其中，所述地形高程数据来自DEM数据；
采用双线性差值将所述去除掉异常点后的数据，生成满足Roam算法要求的地形三角面片。
优选的，所述按照地形分块预设规则，对所述地形三角面片进行分块存储，获得多个地形块，包括：
按照比例尺对所述三角面片进行分级存储，获得多个存储级；
对某个存储级内的三角面片，按照规则网格块进行划分，获得多个地形块。
优选的，该方法还包括：
根据系统当前的内存情况，删除无需显示的地形块。
根据本发明的第二方面，提供了一种三维地形显示装置，该装置包括：
处理模块，用于对获取到的地形高程数据进行处理，获得地形三角面片；
划分模块，用于按照地形分块预设规则，对所述地形三角面片进行分块存储，获得多个地形块；
加载模块，用于根据当前地图比例尺规格和当前地图显示位置，将需要进行渲染的地形对应的所述地形块加载到内存中；
块间处理模块，用于对所述各个地形块进行LOD模型化简，并对相邻的两个地形块进行块间补缝处理，生成处理后的三角面片；
渲染显示模块，用于将处理后的三角面片进行渲染显示，得到待显示的地形。
优选的，所述处理模块包括：
第一处理单元，用于将获取到的地形高程数据进行异常点处理，得到去除掉异常点后的数据，其中，所述地形高程数据来自DEM数据；
第二处理单元，用于采用双线性差值将所述去除掉异常点后的数据，生成满足Roam算法要求的地形三角面片。
优选的，所述划分模块包括：
分级单元，用于按照比例尺对所述三角面片进行分级存储，获得多个存储级；
分块单元，用于对某个存储级内的三角面片，按照规则网格块进行划分，获得多个地形块。
优选的，该装置还包括：
删除模块，用于根据系统当前的内存情况，删除无需显示的地形块。
相较于现有技术，本发明通过对地形高程数据进行处理得到三角面片，然后按照地形分块预设规则，对所述地形三角面片进行分块存储，获得多个地形块；并将需要进行渲染的地形对应的所述地形块加载到内存中；对所述各个地形块进行LOD模型化简，并对相邻的两个地形块进行块间补缝处理，生成处理后的三角面片；将处理后的三角面片进行渲染显示，得到待显示的地形。通过对地形进行分块存储，然后进行动态加载，满足了数据量很大时，并需要实时渲染的要求，然后对块内地形进行LOD多细节层次渲染运算，并对块间地形进行补缝处理，达到了高效显示地图地形的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种三维地形显示方法的流程示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种三维地形显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
实施例一
参见图1为本发明实施例一提供的一种三维地形显示方法，该方法包括以下步骤：
S11、对获取到的地形高程数据进行处理，获得地形三角面片；
具体的，所述步骤S11包括：
将获取到的地形高程数据进行异常点处理，得到去除掉异常点后的数据，其中，所述地形高程数据来自DEM数据；
采用双线性差值将所述去除掉异常点后的数据，生成满足Roam算法要求的地形三角面片。
由于，地形高程数据来自DEM数据，数字高程模型(Digital Elevation Model)简称DEM，是通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟(即地形表面形态的数字化表达)，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，DEM数据可以在DEM库中提取。由于DEM数据来自公网，存在着一定的测量误差，需要先进行异常点处理，去除掉异常点，所谓异常点是一些高程与实际情况明显不符的点，比如，在某地由于采集时误将此处的高楼算作地面，使此处的高程达到100多米，明显高于周围的点，因此需要找出类似的点，去除掉。
得到去除掉异常点的数据后，通过双线性差值算法生成地形三角面片，并且生成的三角面片是要符合Roam算法对三角面片的要求的，这主要是为后续的渲染做准备，常用的LOD技术即Levels of Detail，意为多细节层次，根据物体模型的节点在显示环境中所处的位置和重要度，决定物体渲染的资源分配，降低非重要物体的面数和细节度的渲染技术，在LOD记住中最常用的算法是Roam算法。得到满足Roam算法要求的地形三角面片后执行步骤S12。
S12、按照地形分块预设规则，对所述地形三角面片进行分块存储，获得多个地形块；
可以理解的是，所述步骤S12具体包括：
按照比例尺对所述三角面片进行分级存储，获得多个存储级；
对某个存储级内的三角面片，按照规则网格块进行划分，获得多个地形块。
具体的，类似于地图数据分级一样，对地形三角面片按照比例尺进行分级存储，较大比例尺下存储三角网较密的数据，较小比例尺下存储三角网较稀疏的数据，较大较小和较密较疏是相对的概念，可以根据实际情况具体设置，本发明不做明确限定，将三角面片分级存储可以方便数据的调度，减少内存使用；
对某一存储级内的三角面片，进行地形分块存储，按照规则网格进行划分，每个块存储该块内的地形三角网，该地形三角网符合Roam算法对数据的要求，按块划分地形方便数据的快速检索与加载。在进行地形分级和分块划分后，执行步骤S13。
S13、根据当前地图比例尺规格和当前地图显示位置，将需要进行渲染的地形对应的所述地形块加载到内存中；
具体的，根据当前地图比例尺大小以及当前地图显示的位置，计算出需要加载的地形块，然后从磁盘加载该地形块到内存后，执行步骤S14。
S14、对所述各个地形块进行LOD模型化简，并对相邻的两个地形块进行块间补缝处理，生成处理后的三角面片；
具体的，利用Roam算法，对每个地形块根据该地形块与当前显示位置的关系进行实时LOD模型化简，保证进出的地形块细节丰富，远处的地形块较粗糙，可以提高渲染效率。由于每个地形块内单独采用Roam进行LOD化简，相邻两个地形块间可能会出现缝隙，造成地形整体上不连续的现象，因此需要补齐块与块之间的缝隙，根据当前块的Roma化简等级以及相邻块的Roam等级，进行计算出所需要添加的三角面片，来弥补缝隙。
S15、将处理后的三角面片进行渲染显示，得到待显示的地形。
具体的，将实时生成的三角面片送入显卡，进行渲染显示。
相应的，该方法还包括：
根据系统当前的内存情况，删除无需显示的地形块。
可以理解的是，为了保证内存的高效使用，可以根据当前内存的情况，参考内存中地形块的最后使用时间，删除掉某些不经常使用或者无需显示的地形块数据。
通过本发明实施例一公开的技术方案，对获取到的地形高程数据进行处理，获得地形三角面片，由于去除了数据中的异常点保证了数据的相对准确性，然后对地形数据进行分级分块存储，方便数据的调度与检索减少了内存的使用，对所述各个地形块进行LOD模型化简，并对相邻的两个地形块进行块间补缝处理，生成处理后的三角面片，将处理后的三角面片进行渲染显示，得到待显示的地形。通过利用Roam算法进行LOD模型化简，提高了渲染效率，并且对块间进行了补缝处理使得地形整体显示上更加连续，最终实现了高效显示地图地形的目的。
实施例二
与本发明实施例一公开的三维地形方法相对应，本发明的实施例二还提供了一种三维地形显示装置，参见图2，该装置包括：
处理模块1，用于对获取到的地形高程数据进行处理，获得地形三角面片；
划分模块2，用于按照地形分块预设规则，对所述地形三角面片进行分块存储，获得多个地形块；
加载模块3，用于根据当前地图比例尺规格和当前地图显示位置，将需要进行渲染的地形对应的所述地形块加载到内存中；
块间处理模块4，用于对所述各个地形块进行LOD模型化简，并对相邻的两个地形块进行块间补缝处理，生成处理后的三角面片；
渲染显示模块5，用于将处理后的三角面片进行渲染显示，得到待显示的地形。
对应的，所述处理模块1包括：
第一处理单元11，用于将获取到的地形高程数据进行异常点处理，得到去除掉异常点后的数据，其中，所述地形高程数据来自DEM数据；
第二处理单元12，用于采用双线性差值将所述去除掉异常点后的数据，生成满足Roam算法要求的地形三角面片。
相应的，所述划分模块2包括：
分级单元21，用于按照比例尺对所述三角面片进行分级存储，获得多个存储级；
分块单元22，用于对某个存储级内的三角面片，按照规则网格块进行划分，获得多个地形块。
具体的，该装置还包括：
删除模块6，用于根据系统当前的内存情况，删除无需显示的地形块。
在本发明的实施例二中，通过对地形高程数据进行处理得到三角面片，然后按照地形分块预设规则，对所述地形三角面片进行分块存储，获得多个地形块；并将需要进行渲染的地形对应的所述地形块加载到内存中；对所述各个地形块进行LOD模型化简，并对相邻的两个地形块进行块间补缝处理，生成处理后的三角面片；将处理后的三角面片进行渲染显示，得到待显示的地形。通过对地形进行分块存储，然后进行动态加载，满足了数据量很大时，并需要实时渲染的要求，然后对块内地形进行LOD多细节层次渲染运算，并对块间地形进行补缝处理，达到了高效显示地图地形的目的。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种三维地形显示方法，其特征在于，该方法包括：
对获取到的地形高程数据进行处理，获得地形三角面片；
按照地形分块预设规则，对所述地形三角面片进行分块存储，获得多个地形块；
根据当前地图比例尺规格和当前地图显示位置，将需要进行渲染的地形对应的所述地形块加载到内存中；
对所述各个地形块进行LOD模型化简，并对相邻的两个地形块进行块间补缝处理，生成处理后的三角面片；
将处理后的三角面片进行渲染显示，得到待显示的地形。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对获取到的地形高程数据进行处理，获得地形三角面片，包括：
将获取到的地形高程数据进行异常点处理，得到去除掉异常点后的数据，其中，所述地形高程数据来自DEM数据；
采用双线性差值将所述去除掉异常点后的数据，生成满足Roam算法要求的地形三角面片。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照地形分块预设规则，对所述地形三角面片进行分块存储，获得多个地形块，包括：
按照比例尺对所述三角面片进行分级存储，获得多个存储级；
对某个存储级内的三角面片，按照规则网格块进行划分，获得多个地形块。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
根据系统当前的内存情况，删除无需显示的地形块。
5.一种三维地形显示装置，其特征在于，该装置包括：
处理模块，用于对获取到的地形高程数据进行处理，获得地形三角面片；
划分模块，用于按照地形分块预设规则，对所述地形三角面片进行分块存储，获得多个地形块；
加载模块，用于根据当前地图比例尺规格和当前地图显示位置，将需要进行渲染的地形对应的所述地形块加载到内存中；
块间处理模块，用于对所述各个地形块进行LOD模型化简，并对相邻的两个地形块进行块间补缝处理，生成处理后的三角面片；
渲染显示模块，用于将处理后的三角面片进行渲染显示，得到待显示的地形。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理模块包括：
第一处理单元，用于将获取到的地形高程数据进行异常点处理，得到去除掉异常点后的数据，其中，所述地形高程数据来自DEM数据；
第二处理单元，用于采用双线性差值将所述去除掉异常点后的数据，生成满足Roam算法要求的地形三角面片。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述划分模块包括：
分级单元，用于按照比例尺对所述三角面片进行分级存储，获得多个存储级；
分块单元，用于对某个存储级内的三角面片，按照规则网格块进行划分，获得多个地形块。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
删除模块，用于根据系统当前的内存情况，删除无需显示的地形块。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180518 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |