CN110738735B - 一种提高三维数字地球平台展示效果的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高压缩比的三维地形数据压缩方法，S1、地形瓦片分割：将全球地形数据按照经纬度投影，并划分为东半球和西半球两个根节点；S2、计算偏移值：每一个的子节点包含513×513个高程点，为了压缩数据量，首先计算每一个的高程点的偏移值；S3、对偏移值进行编码存储：取本子节点所有高程点的偏移值的最小值和最大值，则每一个偏移值的编码用公式进行计算得到一个字节的编码值B；S4、对上述存储数据进行哈夫曼(Huffman)编码压缩。本发明优点在于由节点关系直接确定各高程点的坐标，因此只需记录高程值，不必记录经纬度；高程值经过处理后，每一个高程值占用字节不到一个字节，其压缩比明显优于常规的“浮点型数据和ZIP压缩”方法。

Description

一种提高三维数字地球平台展示效果的方法

技术领域

本发明涉及三维数字地球平台地形数据处理方法，尤其是涉及超高压缩比的三维地形数据压缩处理方法。

背景技术

现有的大型三维地理信息系统中，包含有全球地理信息的高精度数字高程数据及高精度影像数据，由于数据量巨大，在数据存储和网络传输时都面临很大压力。因此为了提高三维数字地球平台展示效果，需要对这些数据进行处理，提高三维数字地球的数据的处理效率，对于三维数字地球的平台的开发异常重要。本发明针对三维数字地球平台地形数据的处理提出了一种高效的处理方法。可有效提高三维数字地球平台的展示效果及性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种数字地球三维地形数据的处理方法，用于提高三维数字地球平台展示效果。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述超高压缩比的三维地形数据压缩方法，包括下述步骤：

S1、 地形瓦片分割：

将全球地形数据按照经纬度投影，并划分为东半球和西半球两个根节点；所述的每一个根节点等分为4×4个子节点；然后按照金字塔结构，即四叉树结构进行地形瓦片分层划分，上一层为下一层的父节点，根节点为东、西半球两个地形瓦片；

S2、计算偏移值：

每一个所述的子节点包含513×513个高程点，为了压缩数据量，首先计算每一个所述的高程点的偏移值，即本子节点的实际高程值减去由其父节点差值得到的高程值；

S3、对偏移值进行编码存储：

取本子节点所有高程点的偏移值的最小值和最大值，则每一个偏移值的编码用下述公式进行计算得到一个字节的编码值B：B=（h₀- h_min/ h_max -h_min）×255;

式中h₀为高程点的偏移值，h_min为本子节点所有高程点的偏移值的最小值，h_max为本节点所有高程点的偏移值的最大值；

存储时，首先将本节点所有高程点的最小值和最大值进行存储，然后按照从左到右、从上到下的顺序对每一个高程点的编码逐个进行存储；

S4、对上述存储数据进行哈夫曼(Huffman)编码压缩：

通S2、S3对地形数据关联处理，对节点数据采用高压缩比的哈夫曼(Huffman)编码进行压缩，可有效提高地形数据的处理效率，同时采用地形数据逐级关联编码方式可使地形数据逐级显示过程更加平滑，有效提高数字地球平台展示效果。

本发明优点在于主要体现为：

1、由所述的节点关系直接确定各高程点的坐标，因此只需记录高程值，不必记录经纬度；

2、所述的高程值经过处理后，每一个高程值占用字节不到一个字节，其压缩比明显优于常规的“浮点型数据和ZIP压缩”方法；

3、本方法与三维地理信息系统的层次细节技术（LOD,英文全称Level OfDetails,即多细节层次）一致，即：距离镜头越远的地形精度越低，距离镜头越近的地形精度越高；从三维地理信息系统的角度看，数据仍然是无损的（视距拉的很近时，数据无损）。

4、时采用地形数据逐级关联编码方式可使地形数据逐级显示过程更加平滑，有效提高数字地球平台展示效果。

附图说明

图1是本发明的流程框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述用于三维数字地球平台的三维地形数据压缩处理方法，包括下述步骤：

步骤1，地形瓦片分割：

将全球地形数据按照经、纬度投影，并划分为东半球和西半球两个根节点；每一个所述的根节点等分为4×4个子节点；按照金字塔结构，即四叉树结构进行地形瓦片分层划分，上一层为下一层的父节点，根节点为东、西半球两个地形瓦片；

步骤2，计算偏移值：

每一个所述的子节点包含513×513个高程点，为了提高压缩数据量，首先计算每一个所述的高程点的偏移值，即本子节点的实际高程值减去由其父节点差值得到的高程值；

由父节点的高程值通过差值计算，得到当前节点的高程值（推算高程值），然后用当前节点的实际高程值减去推算高程值，得到偏移高程值；这样做的目的是使存储的数据尽可能的小，由于推算高程值与实际高程值是比较接近的，所以偏移高程值总是在0点左右浮动；

步骤3，对偏移值进行编码存储：

取本子节点所有高程点的偏移值的最小值和最大值，则每一个偏移值的编码用下述公式进行计算得到一个字节的编码值B；B=（h₀- h_min/ h_max -h_min）×255;

式中h₀为高程点的偏移值，h_min为本子节点所有高程点的偏移值的最小值，h_max为本节点所有高程点的偏移值的最大值；

存储时，首先将本节点所有高程点的最小值和最大值进行存储，然后按照从左到右、从上到下的顺序对每一个高程点的编码逐个进行存储；

本步骤的目的是：为了方便通过单个字节存储高程，将偏移值转换为0~255之间的整数；

步骤4，对存储数据进行哈夫曼编码压缩：

通步骤2、步骤3对地形数据关联处理，对于一个地形瓦片中的高程数据，其值具有很大程度的重复性，通过哈夫曼编码压缩可以提供较好的压缩比。可提高数字地球数据的处理效率。同时采用地形数据逐级关联编码方式可使地形数据逐级显示过程更加平滑，有效提高数字地球平台展示效果。

Claims (1)

1.一种提高三维数字地球平台展示效果的方法，其特征在于：包括下述步骤：

S1、地形瓦片分割：

将全球地形数据按照经纬度投影，并划分为东半球和西半球两个根节点；所述的每一个根节点等分为4×4个子节点；然后按照金字塔结构，即四叉树结构进行地形瓦片分层划分，上一层为下一层的父节点，根节点为东、西半球两个地形瓦片；

S2、计算偏移值：

每一个所述的子节点包含513×513个高程点，首先计算每一个所述的高程点的偏移值，即本子节点的实际高程值减去由其父节点差值得到的高程值；

S3、对偏移值进行编码存储：

取本子节点所有高程点的偏移值的最小值和最大值，则每一个偏移值的编码用下述公式进行计算得到一个字节的编码值B：B=（h₀- h_min/ h_max -h_min）×255；

式中h₀为高程点的偏移值，h_min为本子节点所有高程点的偏移值的最小值，h_max为本节点所有高程点的偏移值的最大值；

存储时，首先将本节点所有高程点的最小值和最大值进行存储，然后按照从左到右、从上到下的顺序对每一个高程点的编码逐个进行存储；

S4、对存储数据进行哈夫曼编码压缩：

通S2、S3对地形数据关联处理，然后对节点数据采用高压缩比的哈夫曼(Huffman)编码进行压缩，可有效提高地形数据的处理效率，同时采用地形数据逐级关联编码方式可使地形数据逐级显示过程更加平滑。