CN110634184A - 一种海量倾斜摄影数据的加载方法 - Google Patents

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Abstract

一种海量倾斜摄影数据的加载方法，包括以下步骤：步骤1，将海量倾斜摄影数据进行网格分块划分；步骤2，把块进行分级处理，每一个级别为一个或多个模型文件；步骤3，将所有块中的第一个级别的模型合并到一个模型文件中；步骤4，通过上一步生成了数据文件，当系统需要加载倾斜摄影数据时，通过数据解析插件读取并加载数据文件，最终将海量倾斜摄影数据高效的加载到场景中。本发明将海量块中的第一级别模型文件合并为一个模型文件，提升了海量倾斜摄影数据加入到系统中的效率，减小系统的内存开销。

Description

一种海量倾斜摄影数据的加载方法
技术领域
本发明属于地理信息系统技术领域，特别涉及一种海量倾斜摄影数据的加载方法。
背景技术
倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它突破了传统的正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台数据传感器，同时从垂直、倾斜等五个不同的角度采集影像，以获取更加全面的纹理细节与高度细节，进而构建三维实景模型，结合与传统的正射影像及数字高程的叠加渲染，为用户直观的展现了真实的世界。
倾斜摄影三维实景数据可真实地反映地物的外观、位置、高度等属性，增强三维数据带来的高沉浸感，使用目前较为火爆的无人机搭载倾斜摄影相机进行地形测绘并配合自动建模系统，极大的提升了三维实景数据的建模效率以及成本，为地理信息行业带了全新的变革。
倾斜摄影三维实景数据中为了保证三维模型的高精细度，保存模型的顶点数据、法线数据以及纹理数据等，导致数据量级很大，一般来讲一个省会城市的倾斜摄影数据量级会在T级别以上。为了提升数据的加载调度效率，倾斜摄影数据同时也进行了分块分级处理：
1)把数据区域进行网格分块划分，每一块代表一个局部区域；
2)把块进行了分级处理，每一个级别为一个或多个模型文件；
3)使用文件夹进行块的数据存储，文件夹中保存了该区域所有级别的倾斜摄影模型。
当我们需要加载倾斜摄影数据时，需要将每一个块(文件夹)中的第一个级别的模型进行读取，当数据量不大时，块(文件夹)的量级不大，此种方式还可使用，但当数据量较大时，块(文件夹)的数据非常大，初次加载的等待时间就变得很长、内存占用率变得很高，这是三维实时渲染引擎所无法接受的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海量倾斜摄影数据的加载方法，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种海量倾斜摄影数据的加载方法，包括以下步骤：
步骤1，将海量倾斜摄影数据进行网格分块划分，每一块代表一个局部区域；
步骤2，把块进行分级处理，每一个级别为一个模型文件；
步骤3，将所有块中的第一个级别的模型合并到一个模型文件中，生成一个数据文件；
步骤4，通过上一步生成了数据文件，当三维仿真系统需要加载倾斜摄影数据时，通过数据解析插件读取并加载数据文件，最终将海量倾斜摄影数据高效的加载到场景中。
进一步的，步骤3中，具体包括：
a)通过遍历倾斜摄影数据文件夹获取所有块的第一级别模型的路径；
b)创建一个分页LOD模型保存a)中获取到的模型路径，并分别设置每一个模型的可见范围，用于控制模型的加载时机；
c)保存分页LOD模型为数据文件。
进一步的，每一个模型的可见范围包括视点距离或屏幕像素大小。
进一步的，步骤4中，数据解析插件为osgEarth三维数字地球引擎库的插件。
进一步的，步骤1中，海量倾斜摄影数据通过无人机采集并使用Smart3DCapture或其他软件处理而成。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明将海量块中的第一级别模型文件预处理合并为一个分页LOD模型文件，而该模型文件中并没有实体节点，只保存了第一级别模型文件的相对路径，通过视点距离或像素大小控制第一级别模型文件的加载时机。当三维仿真系统需要加载倾斜摄影数据时，不需要再去遍历所有文件夹或读取配置文件中的所有第一个级别的模型文件，只需要读取单个数据文件，后续各级别的实体模型加载通过分页LOD进行控制，提升了海量倾斜摄影数据加入到三维仿真系统中的效率，减小内存开销；
本发明控制块模型的可见范围，可提升海量倾斜摄影数据的局部区域的加载效率。
附图说明
图1是本发明方法的流程图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
请参阅图1，一种海量倾斜摄影数据的加载方法，包括以下步骤：
步骤1，将海量倾斜摄影数据进行网格分块划分，每一块代表一个局部区域；
步骤2，把块进行分级处理，每一个级别为一个或多个模型文件；
步骤3，将所有块中的第一个级别的模型合并到一个模型文件中，生成一个数据文件；
步骤4，通过上一步生成了数据文件，当三维仿真系统需要加载倾斜摄影数据时，通过数据解析插件读取并加载数据文件，最终将海量倾斜摄影数据高效的加载到场景中。
步骤3中，具体包括：
a)通过遍历倾斜摄影数据文件夹获取所有块的第一级别模型的路径；
b)创建一个分页LOD模型保存a)中获取到的模型路径，并分别设置每一个模型的可见范围，用于控制模型的加载时机；
c)保存分页LOD模型为数据文件。
每一个模型的可见范围包括视点距离或屏幕像素大小。
步骤4中，数据解析插件为osgEarth三维数字地球引擎库的插件。
步骤1中，海量倾斜摄影数据通过无人机采集并使用Smart3DCapture或其他软件处理而成。
使用倾斜摄影数据进行如下实验：
准备数据量为27G的倾斜摄影数据和FreeXEarth三维数字地球场景，并通过以下两种方式进行测试。
方式1：原始数据直接入到FreeXEarth三维数字地球场景，首先通过遍历数据路径下的所有文件夹，获取到每一个块中的第一级模型，共1690个模型；然后将获取到的所有模型读取并加入到三维场景中。
方式2：将原始数据处理为fgt格式的数据文件再加入到FreeXEarth三维数字地球场景，首先预处理倾斜摄影数据，获取到每一个块中的第一级模型，共1690个模型；然后将获取到的所有模型以子节点的方式写入到分页LOD数据文件中，并可设置每一个模型的可见范围(视点距离或可见像素大小)，生成一个fgt格式的数据文件；最后将fgt格式的数据文件加入到三维场景中。
分析：方式1中一次性的将所有模型读取并加入到场景中，耗时较长，同时占用系统内存较大。方式2中预处理得到的fgt格式的数据文件中只保存了1690个模型的相对路径，并没有实体节点，当三维系统读取该文件时，没有过多的内存消耗，并通过可见范围控制模型的读取时机，实现只有在需要之际才会读取模型，提升了三维系统的运行效率。
两种方式将数据量为27G的倾斜摄影数据加载到FreeXEarth三维数字地球中，记录加载时间和内存占用；
数据类型 加载时间 初始内存 内存峰值
原始数据 3000ms 145M 270M
合并的数据文件 150ms 84M 248M
列举各种实施例
产品FreeXEarth是基于OpenSceneGraph、OSGEarth开发的多行业可自由扩展的二次开发GIS平台，该平台中改造了传统的倾斜摄影数据的加载方式，使用的合并数据文件的数据加载方式，大大提高了系统的数据加载效率及运行效率，具体实施步骤如下：
步骤1，通过网络下载公开倾斜摄影数据或合作厂商获得倾斜摄影数据；
步骤2，使用FreeXEarth提供的倾斜摄影数据处理工具生成预处理，输入倾斜摄影数据路径、合并文件名、位置信息(经度、纬度、高度)、可见范围可使用视点距离(最大、最小)或可见像素大小(最大、最小)等参数，处理合并得到一个fgt格式的数据文件；
步骤3，使用FreeXEarth提供的倾斜摄影数据加载功能，输入已生成的fgt格式的数据文件，将倾斜摄影数据加载到三维场景中。

Claims (5)

1.一种海量倾斜摄影数据的加载方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将海量倾斜摄影数据进行网格分块划分，每一块代表一个局部区域；
步骤2，把块进行分级处理，每一个级别为一个或多个模型文件；
步骤3，将所有块中的第一个级别的模型合并到一个模型文件中，生成一个数据文件；
步骤4，通过上一步生成了数据文件，当三维仿真系统需要加载倾斜摄影数据时，通过数据解析插件读取并加载数据文件，最终将海量倾斜摄影数据高效的加载到场景中。
2.根据权利要求1所述的一种海量倾斜摄影数据的加载方法，其特征在于，步骤3中，具体包括：
a)通过遍历倾斜摄影数据文件夹获取每个分块第一级别模型的路径；
b)创建一个分页LOD模型保存a)中获取到的模型路径，并分别设置每一个模型的可见范围，用于控制模型的加载时机；
c)保存分页LOD模型为数据文件。
3.根据权利要求2所述的一种海量倾斜摄影数据的加载方法，其特征在于，每一个模型的可见范围包括视点距离或屏幕像素大小。
4.根据权利要求1所述的一种海量倾斜摄影数据的加载方法，其特征在于，步骤4中，数据解析插件为osgEarth三维数字地球引擎库的插件。
5.根据权利要求1所述的一种海量倾斜摄影数据的加载方法，其特征在于，步骤1中，海量倾斜摄影数据通过无人机采集并使用Smart3DCapture或其他软件处理而成。
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