CN110211221A - 三维电子地图数据创建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了三维电子地图数据创建方法，基于云计算的所述创建方法把三维电子地图场景所需模型存放入云存储空间；响应用户端的请求匹配场景规模，分配云计算资源及所述云存储空间，配置用户端；进而依据客户端进行漫游时的路径选择，通过分配的所述云计算资源从所述云存储空间调用模型生成三维电子地图场景；电子地图数据生成系统，不用测量建筑物的高度，就可以进行三维建模，因此能够以较少的劳动、高精度地进行建筑物的建模；对单一建筑物的建模，是在一张照片中摄有多个建筑物时，可以对这些建筑物同时进行建模，因此可以更加有效地进行三维电子地图数据的生成。

Description

三维电子地图数据创建方法

技术领域

本发明属于三维电子地图数据领域，具体涉及三维电子地图数据创建方法。

背景技术

近年来，随着计算机的硬件性能的快速提升，特别是计算机图形学、三维仿真技术、虚拟现实技术以及网络通信技术的飞速发展，计算理论与软件工程理论的发展也突飞猛进。这些进步使得人机交互的实时性与显示效果的真实性同时获得成为可能。在一些应用场合，如虚拟城市、虚拟楼盘展示、虚拟景点、视频监控等系统中，传统的二维电子地图系统暴露出人机交互感差，信息传达方式呆板等缺点，为使人与电子地图能更直观、逼真地进行交互，三维电子地图开始流行起来，最近已经将以计算机可处理形式(以下称为“电子地图数据”)转换的地图数据的使用扩展到各种领域。电子地图数据用于显示个人计算机上的地图，安装在车辆上的导航系统，通过因特网显示地图，以及生成用于打印的地图的机械。导航系统采用三维显示，帮助驾驶员直观了解驾驶路线。建筑结构的三维显示有利地帮助用户容易地指定当前位置和驾驶路线。

现有技术存在以下问题：

为了获得缺乏三维数据的建筑结构的三维建模，传统方法假设固定高度而不管建筑结构的实际高度，或者估计建筑物结构的高度，然而这些方法不能充分反映实际状态，只能给出伪三维建模，传统的三维建模方法需要测量每个建筑结构以实现充分反映实际状态的建模，需要对大量建筑结构进行三维建模以生成实际的三维电子地图数，因此上述提出的技术不能充分地重新使用劳动力，但仍需要极大量的劳动力来生成三维电子地图数据。

发明内容

本发明的目的在于提供三维电子地图数据创建方法，以解决上述背景技术中提出的为了获得缺乏三维数据的建筑结构的三维建模，传统方法假设固定高度而不管建筑结构的实际高度，或者估计建筑物结构的高度，然而这些方法不能充分反映实际状态，只能给出伪三维建模，传统的三维建模方法需要测量每个建筑结构以实现充分反映实际状态的建模，需要对大量建筑结构进行三维建模以生成实际的三维电子地图数，因此上述提出的技术不能充分地重新使用劳动力，但仍需要极大量的劳动力来生成三维电子地图数据的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：三维电子地图数据创建方法，其特征在于：包括以下步骤

S110：基于云计算的所述创建方法把三维电子地图场景所需模型存放入云存储空间；

S120：响应用户端的请求匹配场景规模，分配云计算资源及所述云存储空间，配置用户端；

S130：进而依据客户端进行漫游时的路径选择，通过分配的所述云计算资源从所述云存储空间调用模型生成三维电子地图场景；

S140：输入由所述三维电子地图场景表示的建筑结构的照片和平面形状，分析所述照片以指定所述建筑结构的边缘；

S150：输入照片的拍摄位置和建筑物结构之间的位置关系以及将照片拟合到从拍摄位置观看建筑物结构的实际场景所需的拍摄参数，其指定照相机的方向和拍摄时的视角；

S160：基于输入的位置关系，在用于生成三维电子数据的虚拟空间中定义建筑结构的平面形状和拍摄位置，并且将照片布置在由输入拍摄参数指定的位置处；

S170：将所述平面形状向高度方向映射直至和连接所述摄影位置与被拍进照片中的建筑物的顶部的延长线一致，从而确定该建筑物的高度和形状。

优选的存放于所述云存储空间的所述模型按照精细程度进行分类保存。

优选的所述当客户端停止对所分配的云计算资源使用时，注销该用户端的所述请求，释放所占用的云计算资源以及所分配的云存储空间。

优选的所述S170包括以下子步骤：

步骤一：分析照片以指定建筑物结构的边缘；

步骤二：在映射过程中定量分析平面形状的边与指定边的重叠状态；

步骤三：并选择局部最大重叠的映射以指定建筑结构的高度。

优选的所述在所述S160之前输入表示建筑结构附近地面高度的高度数据，其中所述S160包括使输入高度数据反映在建筑结构附近的地面上的子步骤，所述S170指定建筑结构在高度方向上的形状，在地面以上。

优选的还包括以下步骤：

S180：将所述照片的至少一部分作为纹理附着到所述建筑结构的模型的表面上，在所述S170中指定的高度方向上的形状。

优选的所述S180包括以下子步骤：

步骤一：定义重复区域，以及除了所述重复区域之外的剩余单个区域；

步骤二：建筑结构表面的重复区域无论是否包括实际结构，都将重复地将单位结构的纹理附加到重复区域。

优选的所述定义重复区域为重复应用类似的单元结构。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的三维电子地图数据创建方法，与现有技术相比，具有以下优点：电子地图数据生成系统，不用测量建筑物的高度，就可以进行三维建模，因此能够以较少的劳动、高精度地进行建筑物的建模；对单一建筑物的建模，是在一张照片中摄有多个建筑物时，可以对这些建筑物同时进行建模，因此可以更加有效地进行三维电子地图数据的生成。

附图说明

图1为本发明的流程图。

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。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。

本发明提供了如图1所示的包括以下步骤

S110：基于云计算的所述创建方法把三维电子地图场景所需模型存放入云存储空间；

S120：响应用户端的请求匹配场景规模，分配云计算资源及所述云存储空间，配置用户端；

S130：进而依据客户端进行漫游时的路径选择，通过分配的所述云计算资源从所述云存储空间调用模型生成三维电子地图场景；

S140：输入由所述三维电子地图场景表示的建筑结构的照片和平面形状，分析所述照片以指定所述建筑结构的边缘；

S150：输入照片的拍摄位置和建筑物结构之间的位置关系以及将照片拟合到从拍摄位置观看建筑物结构的实际场景所需的拍摄参数，其指定照相机的方向和拍摄时的视角；

S160：基于输入的位置关系，在用于生成三维电子数据的虚拟空间中定义建筑结构的平面形状和拍摄位置，并且将照片布置在由输入拍摄参数指定的位置处；

S170：将所述平面形状向高度方向映射直至和连接所述摄影位置与被拍进照片中的建筑物的顶部的延长线一致，从而确定该建筑物的高度和形状。

本实施例中，云计算(cloud computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在拓扑图中往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可是其他服务。它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。

本领域的技术人员应当了解，地图是按照一定的数学法则，将自然地理的自然现象和社会现象通过概括和取舍，然后用符号缩绘在平面上的图形。三维电子地图源于传统意义上的地图，以地图数据库为基础，在选定的比例尺的屏幕上按照一定的比例现实的地图。从而可知三维电子地图以一定的三维电子地图数据库为基础，按照一定的比例对现实世界或者其中的一部分进行三维、抽象的描述或者综合，其在使用数据库生成三维电子地图的方法已经比较普遍。因此，在本申请中，侧重于在什么环境下使用如所述的三维电子地图数据库以及生成方法，而非三维电子地图数据库本身或者生成方法的公知细节。本文不会其中的公知细节做出描述，本领域的技术人员依据本文公开的技术内容，应知晓调用相关的技术细节。

本实施例中，从侧面观看建筑物以及照相机时的状态。建筑物附近以及摄影位置附近的地表面具有一定标高，即地表面与水平面不一致。摄影时的照相机DSC的标高为ALTc，建筑物的标高为ALTb。在本实施例的建模方法中，不确定建筑物相对地表的高度，而是确定建筑物的顶部Tb的位置。并且基于照相机DSC的摄影位置相对确定所述位置。因此，即使在虚拟空间内不考虑地表面起伏的情况下，也可以通过将照相机DSC的标高设定为ALTc，来高精度地确定建筑物顶部Tb的位置、即标高。然而这样设定时，实际的地表面与水平面之间的部分(图中的阴影区域)也被括入建立建筑物模型的范围内。由于该模型的建筑物自身的高度与实际不同，因而不能说所述模型精确反映了现实。在本实施例中，预先在地表面上添加起伏，并在该表面上配置建筑物的二维形状，从而避开所述弊病。

本实施例中，在客户端请求的服务在运行时，监控所述服务运行时的每一个进程，将所消耗的计算资源进行累计，同时依据属性数据库计算云存储空间的消耗，统计处消耗总量，以所述客户端资源分配与消耗的统计表为索引进行查询，从而，客户端可以通过对资源分配与消耗的统计表的查询获得相关费用的支出情况，客观的评估使用状况；三维电子地图的生成方法，在客户端提出所述请求并通过管理员审核后，针对该客户端的资源分配状况创建一个配置文件列表，依据该配置文件列表估算计算复杂度，据此匹配客户端的所述请求而配置详细的计算资源，并分配云存储空间，从而依据配置的文件列表，就可以对相关的资源消耗进行精确的统计，在客户端消耗的资源总量中提供计算基础。

本实施例中，材料是基于建筑物的照片来生成的。虽然也可以使用与在三维建模中使用的照片相同的照片，但是在本实施例中，考虑到材料与模型的符合程度，使用建筑物正面的照片。在材料设定处理中，操作员将照片的一部分作为材料切下来，并进行修正，使其具有符合模型的表面的形状、色调等。所述修正还包括材料之间的结合、分离等。

本实施例中，点部件是可通过指定用于设置附加构造物的一点来配置模型的部件。小的点部件包括：信号灯、街灯、电线杆子、邮筒、公共汽车站牌、电话亭、街道旁边的树、道路标识等。大的点部件包括如高压电线杆、移动电话的电波发射塔、加油站、便利店等连锁店铺等的统一化的形状。这些点部件不必一定要使用本实施例所示的建模方法来生成，而是可以使用一般的三维建模方法来生成。

本实施例中，所谓线部件是指可通过指定用于设置附加构造物的线段范围来配置模型的部件。所述部件包括：护栏、墙壁、围墙、人行横道斑马线等道路的各种白线、各种桥的形状、中央隔离带等。这些模型也可以用通常的三维建模方法来形成。线部件注册单位长度的单位模型，根据指定的范围，重复使用单位模型。

本实施例中，输入照片的摄影位置与建筑物的相对位置关系和摄影参数，所述摄影参数是使照片与从摄影位置观看建筑物时的实际景象吻合而所必需的。相对位置关系及摄影参数作为数据使用于在虚拟空间内再现摄影时的状态。因此不必通过纬度、经度等绝对坐标来定义摄影位置，而通过建筑物之间的相对关系来进行定义就可以。当然也可以用纬度、经度等绝对坐标来分别定义摄影位置、建筑物。

工作原理：在本实施例中，举例说明了利用在地面上拍摄的照片的建模，如果摄影参数以及摄影位置是已知的，则照片并不局限于在地面上进行拍摄的。，例如，也可以使用从倾斜方向拍摄建筑物而得到的航空照片，通过使用摄影位置以及摄影参数已知的航空照片，可以有效地进行大范围的三维建模。在本实施例中，根据的各个步骤进行建模，但也可以省略自动建模中手动建模中的任一个。此外，材料生成处理、附加构造物的设定处理是用于提高三维模型的真实性的处理，因此，也可以根据模型的用途省略。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.三维电子地图数据创建方法，其特征在于：包括以下步骤：

S110：基于云计算的所述创建方法把三维电子地图场景所需模型存放入云存储空间；

S120：响应用户端的请求匹配场景规模，分配云计算资源及所述云存储空间，配置用户端；

S130：进而依据客户端进行漫游时的路径选择，通过分配的所述云计算资源从所述云存储空间调用模型生成三维电子地图场景；

S140：输入由所述三维电子地图场景表示的建筑结构的照片和平面形状，分析所述照片以指定所述建筑结构的边缘；

S150：输入照片的拍摄位置和建筑物结构之间的位置关系以及将照片拟合到从拍摄位置观看建筑物结构的实际场景所需的拍摄参数，其指定照相机的方向和拍摄时的视角；

S160：基于输入的位置关系，在用于生成三维电子数据的虚拟空间中定义建筑结构的平面形状和拍摄位置，并且将照片布置在由输入拍摄参数指定的位置处；

S170：将所述平面形状向高度方向映射直至和连接所述摄影位置与被拍进照片中的建筑物的顶部的延长线一致，从而确定该建筑物的高度和形状。

2.根据权利要求1所述的三维电子地图数据创建方法，其特征在于：存放于所述云存储空间的所述模型按照精细程度进行分类保存。

3.根据权利要求1所述的三维电子地图数据创建方法，其特征在于：所述当客户端停止对所分配的云计算资源使用时，注销该用户端的所述请求，释放所占用的云计算资源以及所分配的云存储空间。

4.根据权利要求1所述的三维电子地图数据创建方法，其特征在于：所述S170包括以下子步骤：

步骤一：分析照片以指定建筑物结构的边缘；

步骤二：在映射过程中定量分析平面形状的边与指定边的重叠状态；

步骤三：并选择局部最大重叠的映射以指定建筑结构的高度。

5.根据权利要求1所述的三维电子地图数据创建方法，其特征在于：所述在所述S160之前输入表示建筑结构附近地面高度的高度数据，其中所述S160包括使输入高度数据反映在建筑结构附近的地面上的子步骤，所述S170指定建筑结构在高度方向上的形状，在地面以上。

6.根据权利要求1所述的三维电子地图数据创建方法，其特征在于：还包括以下步骤：

S180：将所述照片的至少一部分作为纹理附着到所述建筑结构的模型的表面上，在所述S170中指定的高度方向上的形状。

7.根据权利要求1所述的三维电子地图数据创建方法，其特征在于：所述S180包括以下子步骤：

步骤一：定义重复区域，以及除了所述重复区域之外的剩余单个区域；

步骤二：建筑结构表面的重复区域无论是否包括实际结构，都将重复地将单位结构的纹理附加到重复区域。

8.根据权利要求7所述的三维电子地图数据创建方法，其特征在于：所述定义重复区域为重复应用类似的单元结构。