CN113064954A - 一种地图数据处理方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种地图数据处理方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段所关联的目标三角形网格；根据每一目标三角形网格中顶点，与道路线段之间的位置关系，确定道路线段与该目标三角形网格中边的交点，用于将道路线段的2D矢量数据整合到DTM模型中；确定新视台体的新边界位置，以得到新视线范围；将新视线范围内2D矢量地图的背景面数据，绘制到屏幕纹理图上；根据屏幕纹理图，构建包括背景面的DTM模型。实现将2D背景面数据以及精确的道路数据添加至DTM模型中，提高获取道路线段高度的精确度、增强地图显示的效果以及节省内存的效果。

Description

一种地图数据处理方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及数据处理技术，尤其涉及一种地图数据处理方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

在当前地理信息系统中的核心数据，例如电子地图上的点、线(道路、河流等)、面(绿地、水系等)数据以2D数据为主。

数字地面模型(Digital Terrain Model，DTM模型)对地球表面建模并存储高度信息，但是缺少地图区域的背景面数据和精确的道路数据，因此需要通过2D电子地图与DTM模型的整合，在DTM模型中引入精确的道路数据和背景面数据。

由于数据收集方式的不同，2D电子地图中轨迹点只有x和y坐标数据，而没有高程数据z，无法与DTM模型数据直接进行整合。因此在将2D电子地图数据和DTM模型数据整合过程中，需要确定2D电子地图中道路线段以及背景面的高度。高度越精确，道路线段与DTM模型中地形贴合度越高，使道路线段能够沿着DTM模型中地形变化。并且在现有技术中，DTM模型中的纹理图往往与地图区域对应，由于纹理图尺寸固定，造成一旦地图放大就会出现模糊现象，显示效果不好。虽然加大纹理图尺寸可缓解模糊情况，但是会造成内存使用量上升，内存消耗过大。

发明内容

本发明实施例提供一种地图数据处理方法、装置、设备及存储介质，以实现将2D背景面数据以及精确的道路数据添加至DTM模型中，提高获取道路线段高度的精确度、增强地图显示的效果以及节省内存的效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种地图数据处理方法，该方法包括：

在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段所关联的目标三角形网格；

根据每一所述目标三角形网格中顶点，与所述道路线段之间的位置关系，确定所述道路线段与该目标三角形网格中边的交点，用于将所述道路线段的2D矢量数据整合到所述DTM模型中；

根据所述DTM模型中地形最高点数据、地形最低点数据和原视台体下边界，确定视台体上下开角增量；

根据所述视台体上下开角增量和原视台视线上下开角，确定新视台体的新边界位置，以得到新视线范围；

将所述新视线范围内2D矢量地图的背景面数据，绘制到屏幕纹理图上；

根据所述屏幕纹理图，构建包括背景面的DTM模型。

第二方面，本发明实施例还提供了一种地图数据处理装置，该装置包括：

网格确定模块，用于在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段所关联的目标三角形网格；

交点确定模块，用于根据每一所述目标三角形网格中顶点，与所述道路线段之间的位置关系，确定所述道路线段与该目标三角形网格中边的交点，用于将所述道路线段的2D矢量数据整合到所述DTM模型中；

开角增量确定模块，用于根据所述DTM模型中地形最高点数据、地形最低点数据和原视台体下边界，确定视台体上下开角增量；

新视线范围获取模块，用于根据所述视台体上下开角增量和原视台体视线上下开角，确定新视台体的新边界位置，以得到新视线范围；

数据绘制模块，用于将所述新视线范围内2D矢量地图的背景面数据，绘制到屏幕纹理图上；

DTM模型构建模块，用于根据所述屏幕纹理图，构建包括背景面的DTM模型。

第三方面，本发明实施例还提供了一种设备，该设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的地图数据处理方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的地图数据处理方法。

本发明实施例通过在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段所关联的目标三角形网格；根据每一所述目标三角形网格中顶点，与所述道路线段之间的位置关系，确定所述道路线段与该目标三角形网格中边的交点，用于将所述道路线段的2D矢量数据整合到所述DTM模型中；根据所述DTM模型中地形最高点数据、地形最低点数据和原视台体下边界，确定视台体上下开角增量；根据所述视台体上下开角增量和原视台视线上下开角，确定新视台体的新边界位置，以得到新视线范围；将所述新视线范围内2D矢量地图的背景面数据，绘制到屏幕纹理图上；根据所述屏幕纹理图，构建包括背景面的DTM模型。解决由于数据收集方式的不同，2D数据缺乏高度信息，无法与DTM模型数据直接进行整合的问题，实现将2D背景面数据以及精确的道路数据添加至DTM模型中，提高获取道路线段高度的精确度、增强地图显示的效果以及节省内存的效果。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种地图数据处理方法的流程图；

图2为本发明实施例一提供的一种道路线段与三角形网格关系的示意图

图3为本发明实施例一提供的一种视台体的二维示意图；

图4为本发明实施例一提供的一种视台体的三维示意图；

图5为本发明实施例二提供的一种地图数据处理方法的流程图；

图6为本发明实施例二提供的一种DTM模型中方格编码的示意图；

图7为本发明实施例三提供的一种地图数据处理方法的流程图；

图8为本发明实施例三提供的一种DTM模型中方格的示意图；

图9为本发明实施例四提供的一种地图数据处理方法的流程图；

图10为本发明实施例四提供的一种确定道路端点辅助点的示意图；

图11为本发明实施例五所提供的一种地图数据处理装置的结构示意图；

图12为本发明实施例六提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种地图数据处理方法的流程图，本实施例可适用于将2D矢量数据整合到DTM模型中的情况，该方法可以由本发明实施例所提供的地图数据处理装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现。参见图1，本实施例提供的地图数据处理方法，包括：

步骤110、在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段所关联的目标三角形网格。

其中，确定道路线段所关联的目标三角形网格，即确定2D矢量地图中道路线段数据整合到DTM模型中时对应的三角形网格。

在本实施中，可选的，所述确定2D矢量地图中道路线段所关联的目标三角形网格之前，还包括：

在所述DTM模型中，将相邻两个方格的中心点连线的中点作为新采样点，且将相邻两个方格的中心点高度均值作为所述新采样点的高度值；

采用所述新采样点，将每个所述方格划分为四个方格；

针对划分得到的每一方格，采用该方格的对角线将该方格划分为两个三角形网格。

其中，方格由将DTM模型覆盖区划分而成，每个方格的大小相同。例如DTM模型数据原本为32*32的方格数据，每个方格的中心点坐标已知；将相邻两个方格的中心点连线的中点作为新采样点，因此加上原本的中心点，共得到64*64个采样点。若相邻两个方格的中心点对应的高度为10m和20m，则新采样点对应的高度为15m。

每四个采样点构成一个正方形，将每个方格划分为四个方格，得到64*64的方格数据。再针对划分得到的每一方格，采用该方格的对角线将该方格划分为两个三角形网格。这样设置的好处在于，将数据划分为规则三角形网格，便于后续对数据统一进行处理，提高地图数据处理的效率。

步骤120、根据每一所述目标三角形网格中顶点，与所述道路线段之间的位置关系，确定所述道路线段与该目标三角形网格中边的交点，用于将所述道路线段的2D矢量数据整合到所述DTM模型中。

其中，根据每一目标三角形网格中顶点，与道路线段之间的位置关系，确定道路线段与该目标三角形网格中边的交点后，即获得了道路线段在DTM模型中的所有关联点。在DTM模型中，依次将所有交点进行连接，获得具有高度的道路数据，从而将道路线段的2D矢量数据整合到DTM模型中。

本实施例中，可选的，根据每一所述目标三角形网格中顶点，与所述道路线段之间的位置关系，确定所述道路线段与该目标三角形网格中边的交点，包括：

根据所述道路线段的端点坐标，确定所述道路线段所在道路直线；

确定每一目标三角形网格中顶点，与所述道路直线之间的位置关系，其中所述位置关系为左侧、右侧或者共线；

根据该目标三角形网格中所有顶点与所述道路直线之间的位置信息，确定所述道路线段与该目标三角形网格中边的交点。

其中，根据道路线段的端点坐标，确定道路线段所在的直线方程，即两个端点确定一条直线。根据每个目标三角形网格中顶点坐标和直线方程，确定顶点在直线的左侧、右侧或者共线。

根据目标三角形网格三个顶点与道路线段之间的位置关系，确定每个目标三角形三条边中与道路线段相交的边，再根据相交边与道路线段所在的直线方程，获得每个目标三角形中每条相交边的交点。

图2为本发明实施例一提供的一种道路线段与三角形网格关系的示意图。

如图2所示，道路线段为AG，则AG经过的三角形网格123456均为目标三角形网格，根据A点坐标和G点坐标确定AG直线方程；确定AG经过的每个三角形网格顶点位于AG的左侧、右侧，或者共线，从而确定AG与每个三角形网格的哪条边相交，例如AG与三角形网格1相交于上边，交点为B。再根据三角形网格1上边的直线方程与AG所在的直线方程求得交点B的坐标点。以此类推获取AG与目标三角形网格123456中边的交点BCDEF的横纵坐标。获取点ABCDEFG在DTM模型中对应的高度值，从而将道路线段的2D矢量数据整合到所述DTM模型中。

步骤130、根据所述DTM模型中地形最高点数据、地形最低点数据和原视台体下边界，确定视台体上下开角增量。

其中，视台体(Viewing Frustum)也为视见体或视椎体，在本发明实施例中统称为视台体。视台体为图像采集设备的视线范围，由6个裁剪面围成，构成视台体的4个侧面称为上面、左面、下面和右面，分别对应屏幕的四个边界，除此之外还包括近平面和远平面。

地形最高点数据和地形最低点数据可以为最高点和最低点的坐标；原视台体下边界为视台体调整观测角度前的下边界；视台视线上下开角为视台体上边界与视线之间的夹角，或者视台体下边界与视线之间的夹角；视台视线上下开角增量为视台体调整观测角度后，夹角的增量。

在本实施例中，可选的，根据所述DTM模型中地形最高点数据、地形最低点数据和原视台体下边界，确定视台体上下开角增量，包括：

根据DTM模型中地形最高点到地形最低点的高度，视点到地形最低点的高度，以及原视台体下边界与地形最低点观测线之间的夹角，确定视台体上下开角增量；

其中，所述地形最低点观测线为由视点到地形最低点水平直线的垂线。

图3为本发明实施例一提供的一种视台体的二维示意图。

如图3所示，AIJKLMN为DTM模型中的一段地形分布，其中K点为视台体视线范围内的地形最高点，L点为视台体视线范围内的地形最低点；原视台体上边界为OE1；点C为最低点L水平高度与视点O的垂直线的交点，点U为最高点K的水平高度与视台体下边界OB1的交点，点W为点U到直线CL的垂足点，点Z为最高点K到直线CL的垂足点；则线段KZ长度为地形最高点到地形最低点的高度Hm，线段CO的长度为视点到地形最低点的高度Hh。

原视台体下边界OB1与地形最低点观测线OC之间的夹角为α，OC与OW之间的夹角为θ，δ为视台体上开角增量或下开角增量(图中未示出)。由于视台体上边界不变，因此视台体上下开角增量为2δ，则θ＝α-2δ。

由上述公式可知，δ＝0.5*arctan{(tan(α)*Hm/(Hh+Hh*tan(α)^2-tan(α)^2*Hm}。这样设置的好处在于，确定视台体上下开角增量，从而提高新视线范围获取的准确性。

步骤140、根据所述视台体上下开角增量和原视台体视线上下开角，确定新视台体的新边界位置，以得到新视线范围。

其中，新视台体的新边界位置包括新视台体的新上下左右边界位置，再根据新视台体的近平面和远平面位置，得到新视线范围。

在本实施例中，可选的，根据所述视台体上下开角增量和原视台体视线上下开角，确定新视台体的新边界位置，以得到新视线范围，包括：

将所述视台体上下开角增量和原视台体视线上下开角之和，作为新视台体视线上下开角；

根据所述新视台体视线上下开角、所述原视台体视线上下开角和原视台体的原左边界位置和原右边界位置，确定新视台体的新左边界位置和新右边界位置；

根据所述新视台体视线上下开角、近平面高度和远平面高度，确定新视台体的新上边界位置和新下边界位置。

按照上述步骤，根据视台体上下开角增量调整视台体下边界后，如果视台体的左右开角不变，那么左右视线范围会变小，因此需要确定新视台体的新边界位置，以得到新视线范围。

图4为本发明实施例一提供的一种视台体的三维示意图。

如图4所示，其中SJ为新视台体上边界与地面的交线，PN为原视台体上边界与地面交线，E为视点O与PN的交点，视台体近平面与OE相交于A(图中未示出)，视台体近平面与ON相交于D(图中未示出)；

|EN|＝|OE|*tan(∠EON)，同时有∠EON＝arctan(|AD|/|OA|)，

|OA|＝near/cos(β)，其中β为视线上下开角(图中未示出)，near为近平面高度，已知并且保持不变。为了调整后保持上边界在地平面截得的长度保持不变，即EJ＝EN，可得：

{LeftNew*cos(βNew)}/NearNew＝{LeftOld*cos(βOld)}/NearOld；

其中LeftNew为新视台体的新左边界位置；LeftOld原视台体的原左边界位置；βNew为新视线上下开角，βOld为原新视线上下开角。

调整时保持near不变，即NearNew＝NearOld，则有：

LeftNew＝{LeftOld*cos(βOld)}/cos(βNew)；其中βNew＝βOld+δ。

同理可得新视台体的新右边界位置：

RightNew＝{RightOld*cos(βOld)}/cos(βNew)；

新视台体的新上边界位置：TopNew＝near*tan(βNew)；

新视台体的新下边界位置，根据中心对称，可知，BottomNew＝-TopNew。

这样设置的好处在于，准确获得新的视线范围，使得纹理图完全覆盖DTM，从而将对应区域的2D背景面数据添加至DTM模型中。

步骤150、将所述新视线范围内2D矢量地图的背景面数据，绘制到屏幕纹理图上。

其中，屏幕纹理图为用于图像呈现的屏幕对应的纹理图，即一个屏幕只对应一个纹理图。

在本实施例中，可选的，将所述新视线范围内2D矢量地图的背景面数据，绘制到屏幕纹理图上，包括：

从2D矢量地图中，获取所述新视线范围内的背景面数据；

根据2D矢量地图中2D点坐标位置与屏幕坐标位置之间的关联关系，将获取的背景面数据绘制到帧缓冲对象中，以得到屏幕纹理图。

其中，在新视线范围内，获取2D矢量地图中的背景面数据；2D矢量地图中点坐标位置与屏幕中点坐标位置之间的关联关系，由于地图背景面数据中河流、湖泊、道路等的经纬度坐标位置与屏幕坐标位置一一对应，即2D坐标与屏幕坐标对应关系已知。然后将获取的2D矢量地图中的背景面数据绘制到帧缓冲对象(Frame Buffer Object，FBO)中，即获得屏幕纹理图。这样设置的好处在于，获取新视线范围内的所有背景面数据并绘制到屏幕纹理图中，使得纹理图完全覆盖DTM模型，从而将对应区域的2D背景面数据添加至DTM模型中。

步骤160、根据所述屏幕纹理图，构建包括背景面的DTM模型。

将屏幕纹理图绘制到DTM模型中，即得到包括背景面的DTM模型。

本发明实施例通过在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段所关联的目标三角形网格；根据每一所述目标三角形网格中顶点，与所述道路线段之间的位置关系，确定所述道路线段与该目标三角形网格中边的交点，用于将所述道路线段的2D矢量数据整合到所述DTM模型中；根据所述DTM模型中地形最高点数据、地形最低点数据和原视台体下边界，确定视台体上下开角增量；根据所述视台体上下开角增量和原视台视线上下开角，确定新视台体的新边界位置，以得到新视线范围；将所述新视线范围内2D矢量地图的背景面数据，绘制到屏幕纹理图上；根据所述屏幕纹理图，构建包括背景面的DTM模型。解决由于数据收集方式的不同，2D数据缺乏高度信息，无法与DTM模型数据直接进行整合的问题，实现将2D背景面数据以及精确的道路数据添加至DTM模型中，提高获取道路线段高度的精确度、增强地图显示的效果以及节省内存的效果。

实施例二

图5为本发明实施例二提供的一种地图数据处理方法的流程图。本技术方案是对确定2D矢量地图中道路线段所关联的目标三角形网格的过程进行补充说明的。本发明实施例中的方案可以与上述任意实施例相结合。与上述方案相比，本方案具体优化为，在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段所关联的目标三角形网格，包括：

在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段端点所属的第一类目标三角形网格；

根据所述第一类目标三角形网格，以及DTM模型中三角形网格的拓扑结构，确定所述道路线段经过的第二类目标三角形网格。

具体的，地图数据处理方法的流程图如图5所示：

步骤510、在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段端点所属的第一类目标三角形网格。

其中，第一类目标三角形网格为道路线段端点所关联的三角形网格。

在本实施例中，可选的，在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段端点所属的第一类目标三角形网格，包括：

通过如下公式，确定道路线段端点所属的目标方格序号：

x＝(x1/L)*n1；

y＝(y1/L)*n2；

其中，x和y分别为目标方格的横轴方向序号和纵轴方向序号；x1和y1分别为所述道路线段端点的横轴方向坐标和纵轴方向坐标；L为DTM模型的横纵坐标的总长度；n1为DTM模型中沿横轴方向方格总数量，n2为DTM模型中沿横轴方向方格总数量；

根据所述道路线段端点，与所述目标方格中对角线之间位置关系，确定所述道路线段端点所属的第一类目标三角形网格。

其中，若DTM模型的横纵坐标的总长度为16384，DTM模型中沿横轴方向方格总数量n1为64，DTM模型中沿纵轴方向方格总数量n2为64，则目标方格的横轴方向序号x＝(x1/16384)*64，纵轴方向序号y＝(y1/16384)*64。

获取目标方格的横轴方向序号和纵轴方向序号后，即确定道路线段端点所属的方格，再根据道路线段端点与方格中对角线之间位置关系，确定道路线段端点所属的三角形网格。可以根据三角形中对角线方程和道路线段端点的坐标进行计算，从而确定所属的三角形网格，本实施例对此不作限制。这样设置的好处在于，提高获取第一类目标三角形网格的准确性，从而提高道路线段对应高度的精确度，使道路线段能够沿着DTM模型中地形变化。

本实施例中，可选的，在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段端点所属的第一类目标三角形网格，包括：

对所述DTM模型中每一方格进行编码，得到该方格的固定数值个编码值；

根据所述道路线段端点的坐标和该方格中三角形网格顶点的坐标，确定所述道路线段端点所属的目标三角形编码值；

将所述目标三角形编码值和该方格的编码值进行匹配，以得到道路线段端点所属的第一类目标三角形网格。

图6为本发明实施例二提供的一种DTM模型中方格编码的示意图。

如图6所示，对DTM模型中每一方格进行编码，例如对方格进行二阶编码，将每个方格再分成四个小方格，得到该方格的四个编码，其中相邻小方格的编码值临近，例如四个小方格分别对应的编码为4567；可以基于Hilbert曲线进行编码，本实施例对此不做限制。方格中的每个三角形网格对应唯一的编码。当方格左下与右上之间连线为对角线将方格划分为三角形网格时，三角形网格编码只会为5或7，或者只会是4或6。

根据道路线段端点的坐标和方格中三角形网格顶点的坐标，先计算确定道路线段端点所属的目标三角形，以及目标三角形的编码值，例如为5；将目标三角形编码值和方格的编码值进行匹配，以得到道路线段端点所属的第一类目标三角形网格，例如和四个小方格分别对应的编码为4567的方格匹配后，得到第一类目标三角形网格为方格左上角的三角形网格。这样设置的好处在于，提高获取第一类目标三角形网格的准确性，从而提高道路线段对应高度的精确度，使道路线段能够沿着DTM模型中地形变化。

步骤520、根据所述第一类目标三角形网格，以及DTM模型中三角形网格的拓扑结构，确定所述道路线段经过的第二类目标三角形网格。

其中，第二类目标三角形网格为道路线段经过的路径所关联的三角形网格。可以采用half-edge结构获取DTM模型中三角形网格的拓扑结构，本实施例对此不做限制。通过拓扑结构可以获取每个三角形网格相邻的三角形网格，则通过拓扑结构可以获取与第一类目标三角形网格相邻的三角形网格，以及与相邻三角形网格相邻的三角形网格，直至获取所有道路线段经过的第二类目标三角形网格。

步骤530、根据每一所述目标三角形网格中顶点，与所述道路线段之间的位置关系，确定所述道路线段与该目标三角形网格中边的交点，用于将所述道路线段的2D矢量数据整合到所述DTM模型中。

步骤540、根据所述DTM模型中地形最高点数据、地形最低点数据和原视台体下边界，确定视台体上下开角增量。

步骤550、根据所述视台体上下开角增量和原视台视线上下开角，确定新视台体的新边界位置，以得到新视线范围。

步骤560、将所述新视线范围内2D矢量地图的背景面数据，绘制到屏幕纹理图上。

步骤570、根据所述屏幕纹理图，构建包括背景面的DTM模型。

本技术方案在上述实施例的基础上，通过确定道路线段端点以及道路线段经过的三角形网格，确定道路线段与三角形网格中边的交点，以实现在道路线段的2D矢量数据和DTM模型数据整合过程中，提高获取道路线段高度的精确度，使道路线段能够沿着DTM模型中地形变化的效果。

实施例三

图7为本发明实施例三提供的一种地图数据处理方法的流程图。本技术方案是对根据所述屏幕纹理图，构建包括背景面的DTM模型之后的过程进行补充说明的。本发明实施例中的方案可以与上述任意实施例相结合。与上述方案相比，本方案具体优化为，针对包括背景面的DTM模型中每一方格，确定该方格的横轴方向向量和纵轴方向向量；

将该方格的横轴方向向量与纵轴方向向量之间的叉乘结果，作为该方格的法线向量；

根据该方格的法线向量，确定该方格的纹理像素值。

具体的，地图数据处理方法的流程图如图7所示：

步骤710、针对包括背景面的DTM模型中每一方格，确定该方格的横轴方向向量和纵轴方向向量。

其中，方格由DTM模型覆盖区划分而成，每个方格的大小相同。横轴方向向量和纵轴方向向量由方格对应的坐标计算获取。

在本实施例中，可选的，确定该方格的横轴方向向量和纵轴方向向量，包括：

在横轴方向上，将该方格的下一方格到该方格之间的向量，作为该方格的横轴方向向量；

在横轴方向上，将该方格的下一方格到该方格之间的向量，作为该方格的纵轴方向向量。

图8为本发明实施例三提供的一种DTM模型中方格的示意图。

如图8所示，R表示行，C表示列，则R1C1表示第一行第一列的方格，方格中的数值代表方格对应的高度值，坐标为(0，0，5)。

方格R1C2与方格R1C1的高度差为-2，方格R2C1与方格R1C1的高度差为-3，则此时纵轴方向向量v1<R2C1，R1C1>，为(0,1,-3)，横轴方向向量v2<R1C2,R1C1>，为(1，0，-2)。

步骤720、将该方格的横轴方向向量与纵轴方向向量之间的叉乘结果，作为该方格的法线向量。

将横轴方向向量与纵轴方向向量做叉乘运算，获得的结果即为该方格的法线向量。

步骤730、根据该方格的法线向量，确定该方格的纹理像素值。

通过如下公式，rgb＝([xyz+1]/2)*255，确定该方格的纹理像素值；其中，rgb为方格的纹理像素值，xyz为方格的法线向量，且xyz的取值范围为[-1,1]。当获取该方格的法线向量时，则确定了该方格对应的纹理像素值。

需要说明的是，在背景面描画过程中，还可以基于高度信息和颜色的预设映射关系，根据方格处的高度信息获取方格处的颜色，将该颜色作为DTM模型中该方格的基础颜色。如海拔为0米时，对应灰色，海拔高度为500米对应绿色，海拔高度为4000米对应黑色等，本实施例对此不作限制。

然后通过绘制到该地图区域关联的纹理子图上的背景面数据，获取该方格处的背景面颜色，将基础颜色与背景面颜色混合。例如，海拔500米处的背景面数据为海域，则此时海域对应的颜色与海拔对应的颜色进行混合。

再通过该方格处光照所在方向的向量，点乘当前方格处的法线向量，得到该方格处的光照强度值，与混合颜色进行调和，得到该方格处最终的颜色。这样设置的好处在于，通过将颜色进行结合，更形象和客观地描画DTM模型中的背景面数据。

本实施例在上述实施例的基础上，通过方格的法线向量，确定该方格的纹理像素值，更形象和客观地描画DTM模型中的背景面数据。

实施例四

图9为本发明实施例四提供的一种地图数据处理方法的流程图。本技术方案是将道路线段的2D矢量数据整合到DTM模型之后的过程进行补充说明的。本发明实施例中的方案可以与上述任意实施例相结合。与上述方案相比，本方案具体优化为，针对所述道路线段中每一端点，若该端点为相邻两条道路线段之间的折点，则根据所述相邻两条道路线段为该端点确定两个辅助点；

否则，根据该端点所属道路线段为该端点确定四个辅助点；

根据所述道路线段中的端点，以及确定的辅助点，绘制道路面。

具体的，地图数据处理方法的流程图如图9所示：

步骤910、针对所述道路线段中每一端点，若该端点为相邻两条道路线段之间的折点，则根据所述相邻两条道路线段为该端点确定两个辅助点。

其中，当线段端点为连接相邻两条线段的折点时，依据相邻两条道路线段为该端点确定两个辅助点。

在本实施例中，可选的，根据所述相邻两条道路线段为该端点确定两个辅助点，包括：

将所述相邻两条道路线段的角平分线向量，作为第一向量；

将与所述第一向量方向相反的向量，作为第二向量；

根据道路宽度、所述第一向量、所述第二向量和该端点，为该端点确定两个辅助点。

图10为本发明实施例四提供的一种确定道路端点辅助点的示意图。

如图10所示，N点为相邻两条道路线段MN和NP之间的折点，将相邻两条道路线段的角平分线向量w1，作为第一向量，第二向量v1为与第一向量方向相反的向量，第一向量和第二向量的大小可以为实际道路宽度的一半。则以该端点为起始点，根据第一向量的大小和方向，以及第二向量的大小和方向得到的点J和L为该端点的两个辅助点。这样设置的好处在于，在描画具有宽度的道路时，在转折处不产生缺口。

步骤920、否则，根据该端点所属道路线段为该端点确定四个辅助点。

当端点为道路线段的起始点或者终点时，根据该端点所属道路线段为该端点确定四个辅助点。

在本实施例中，可选的，根据该端点所属道路线段为该端点确定四个辅助点，包括：

将沿该道路线段方向，由该端点到该道路线段的另一端点之间的向量，作为第三向量；

确定与所述第三向量垂直的第四向量和第五向量；

将所述第三向量和所述第四向量之和，作为第六向量；

将所述第三向量和所述第五向量之和，作为第七向量；

根据道路宽度、所述第四向量、所述第五向量、所述第六向量和所述第七向量和该端点，为该端点确定四个辅助点。

如图10所示，M点为不与其它道路线段连接的端点，第三向量m1方向为道路方向，大小为道路线段长度。第四向量u1和第五向量w垂直于第三向量，处于同一直线且方向相反，大小可以为道路宽度的一半，从而获取辅助点H点和T点。将第三向量m1和第四向量u1相加，作为第六向量u，从而获取辅助点R点；将第三向量m1和第五向量w相加，作为第七向量v，从而获取辅助点S点。

即以该端点为起始点，根据第四向量的大小和方向、第五向量的大小和方向，第六向量的大小和方向以及第七向量的大小和方向，得到的四个点为该端点的四个辅助点。这样设置的好处在于，获得道路端点处外轮廓的多边形，从而在DTM模型中更精确地描画有宽度的道路。

步骤930、根据所述道路线段中的端点，以及确定的辅助点，绘制道路面。

根据道路线段中的端点，确定的辅助点后，将所有辅助点按照位置进行连接，构成道路面。可以通过画z连接各个点，得到三角剖分后的道路面。

本技术方案在上述实施例的基础上，依据道路端点的种类确定辅助点，通过连接辅助点，从而在DTM模型中更精确地描画有宽度的道路。

实施例五

图11为本发明实施例五所提供的一种地图数据处理装置的结构示意图。该装置可以由硬件和/或软件的方式来实现，可执行本发明任意实施例所提供的一种地图数据处理方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。如图11所示，该装置包括：

网格确定模块1110，用于在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段所关联的目标三角形网格；

交点确定模块1120，用于根据每一所述目标三角形网格中顶点，与所述道路线段之间的位置关系，确定所述道路线段与该目标三角形网格中边的交点，用于将所述道路线段的2D矢量数据整合到所述DTM模型中；

开角增量确定模块1130，用于根据所述DTM模型中地形最高点数据、地形最低点数据和原视台体下边界，确定视台体上下开角增量；

新视线范围获取模块1140，用于根据所述视台体上下开角增量和原视台体视线上下开角，确定新视台体的新边界位置，以得到新视线范围；

数据绘制模块1150，用于将所述新视线范围内2D矢量地图的背景面数据，绘制到屏幕纹理图上；

DTM模型构建模块1160，用于根据所述屏幕纹理图，构建包括背景面的DTM模型。

本实施例所提供的技术方案，通过在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段所关联的目标三角形网格；根据每一所述目标三角形网格中顶点，与所述道路线段之间的位置关系，确定所述道路线段与该目标三角形网格中边的交点，用于将所述道路线段的2D矢量数据整合到所述DTM模型中；根据所述DTM模型中地形最高点数据、地形最低点数据和原视台体下边界，确定视台体上下开角增量；根据所述视台体上下开角增量和原视台视线上下开角，确定新视台体的新边界位置，以得到新视线范围；将所述新视线范围内2D矢量地图的背景面数据，绘制到屏幕纹理图上；根据所述屏幕纹理图，构建包括背景面的DTM模型。解决由于数据收集方式的不同，2D数据缺乏高度信息，无法与DTM模型数据直接进行整合的问题，实现将2D背景面数据以及精确的道路数据添加至DTM模型中，提高获取道路线段高度的精确度、增强地图显示的效果以及节省内存的效果。

在上述各技术方案的基础上，可选的，所述开角增量确定模块1130，包括：

开角增量确定单元，用于根据DTM模型中地形最高点到地形最低点的高度，视点到地形最低点的高度，以及原视台体下边界与地形最低点观测线之间的夹角，确定视台体上下开角增量；

其中，所述地形最低点观测线为由视点到地形最低点水平直线的垂线。

在上述各技术方案的基础上，可选的，所述新视线范围获取模块1140，包括：

上下开角确定单元，用于将所述视台体上下开角增量和原视台体视线上下开角之和，作为新视台体视线上下开角；

第一位置确定单元，用于根据所述新视台体视线上下开角、所述原视台体视线上下开角和原视台体的原左边界位置和原右边界位置，确定新视台体的新左边界位置和新右边界位置；

第二位置确定单元，用于根据所述新视台体视线上下开角、近平面高度和远平面高度，确定新视台体的新上边界位置和新下边界位置。

在上述各技术方案的基础上，可选的，所述网格确定模块1110包括：

第一网格确定单元，用于在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段端点所属的第一类目标三角形网格。

第二网格确定单元，用于根据所述第一类目标三角形网格，以及DTM模型中三角形网格的拓扑结构，确定所述道路线段经过的第二类目标三角形网格。

在上述各技术方案的基础上，可选的，所述第一网格确定单元，包括：

方格序号确定子单元，用于通过如下公式，确定道路线段端点所属的目标方格序号：

x＝(x1/L)*n1；

y＝(y1/L)*n2；

其中，x和y分别为目标方格的横轴方向序号和纵轴方向序号；x1和y1分别为所述道路线段端点的横轴方向坐标和纵轴方向坐标；L为DTM模型的横纵坐标的总长度；n1为DTM模型中沿横轴方向方格总数量，n2为DTM模型中沿横轴方向方格总数量；

第一网格确定子单元，用于根据所述道路线段端点，与所述目标方格中对角线之间位置关系，确定所述道路线段端点所属的第一类目标三角形网格。

在上述各技术方案的基础上，可选的，所述装置还包括：

方向向量确定模块，用于针对包括背景面的DTM模型中每一方格，确定该方格的横轴方向向量和纵轴方向向量。

法线向量获取模块，用于将该方格的横轴方向向量与纵轴方向向量之间的叉乘结果，作为该方格的法线向量。

纹理像素值确定模块，用于根据该方格的法线向量，确定该方格的纹理像素值。

在上述各技术方案的基础上，可选的，所述装置还包括：

第一辅助点确定模块，用于针对所述道路线段中每一端点，若该端点为相邻两条道路线段之间的折点，则根据所述相邻两条道路线段为该端点确定两个辅助点；

第二辅助点确定模块，用于针对所述道路线段中每一端点，若该端点不是相邻两条道路线段之间的折点，根据该端点所属道路线段为该端点确定四个辅助点；

道路面绘制模块，用于根据所述道路线段中的端点，以及确定的辅助点，绘制道路面。

实施例六

图12为本发明实施例六提供的一种设备的结构示意图，如图12所示，该设备包括处理器120、存储器121、输入装置122和输出装置123；设备中处理器120的数量可以是一个或多个，图12中以一个处理器120为例；设备中的处理器120、存储器121、输入装置122和输出装置123可以通过总线或其他方式连接，图12中以通过总线连接为例。

存储器121作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的地图数据处理方法对应的程序指令/模块。处理器120通过运行存储在存储器121中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的地图数据处理方法。

存储器121可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器121可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器121可进一步包括相对于处理器120远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

实施例七

本发明实施例七还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种地图数据处理方法，该方法包括：

在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段所关联的目标三角形网格；

根据每一所述目标三角形网格中顶点，与所述道路线段之间的位置关系，确定所述道路线段与该目标三角形网格中边的交点，用于将所述道路线段的2D矢量数据整合到所述DTM模型中；

根据所述DTM模型中地形最高点数据、地形最低点数据和原视台体下边界，确定视台体上下开角增量；

根据所述视台体上下开角增量和原视台视线上下开角，确定新视台体的新边界位置，以得到新视线范围；

将所述新视线范围内2D矢量地图的背景面数据，绘制到屏幕纹理图上；

根据所述屏幕纹理图，构建包括背景面的DTM模型。

当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的地图数据处理方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述地图数据处理装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种地图数据处理方法，其特征在于，包括：

在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段所关联的目标三角形网格；

根据每一所述目标三角形网格中顶点，与所述道路线段之间的位置关系，确定所述道路线段与该目标三角形网格中边的交点，用于将所述道路线段的2D矢量数据整合到所述DTM模型中；

根据所述DTM模型中地形最高点数据、地形最低点数据和原视台体下边界，确定视台体上下开角增量；

根据所述视台体上下开角增量和原视台视线上下开角，确定新视台体的新边界位置，以得到新视线范围；

将所述新视线范围内2D矢量地图的背景面数据，绘制到屏幕纹理图上；

根据所述屏幕纹理图，构建包括背景面的DTM模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述DTM模型中地形最高点数据、地形最低点数据和原视台体下边界，确定视台体上下开角增量，包括：

根据DTM模型中视点到地形最高点的高度，视点到地形最低点的高度，以及原视台体下边界与地形最低点观测线之间的夹角，确定视台体上下开角增量；

其中，所述地形最低点观测线为由视点到地形最低点水平直线的垂线。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述视台体上下开角增量和原视台视线上下开角，确定新视台体的新边界位置，以得到新视线范围，包括：

将所述视台体上下开角增量和原视台视线上下开角之和，作为新视台视线上下开角；

根据所述新视台视线上下开角、所述原视台视线上下开角和原视台体的原左边界位置和原右边界位置，确定新视台体的新左边界位置和新右边界位置；

根据所述新视台视线上下开角、近平面高度和远平面高度，确定新视台体的新上边界位置和新下边界位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段所关联的目标三角形网格，包括：

在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段端点所属的第一类目标三角形网格；

根据所述第一类目标三角形网格，以及DTM模型中三角形网格的拓扑结构，确定所述道路线段经过的第二类目标三角形网格。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段端点所属的第一类目标三角形网格，包括：

通过如下公式，确定道路线段端点所属的目标方格序号：

x＝(x1/L)*n1；

y＝(y1/L)*n2；

其中，x和y分别为目标方格的横轴方向序号和纵轴方向序号；x1和y1分别为所述道路线段端点的横轴方向坐标和纵轴方向坐标；L为DTM模型的横纵坐标的总长度；n1为DTM模型中沿横轴方向方格总数量，n2为DTM模型中沿横轴方向方格总数量；

根据所述道路线段端点，与所述目标方格中对角线之间位置关系，确定所述道路线段端点所属的第一类目标三角形网格。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

针对包括背景面的DTM模型中每一方格，确定该方格的横轴方向向量和纵轴方向向量；

将该方格的横轴方向向量与纵轴方向向量之间的叉乘结果，作为该方格的法线向量；

根据该方格的法线向量，确定该方格的纹理像素值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

针对所述道路线段中每一端点，若该端点为相邻两条道路线段之间的折点，则根据所述相邻两条道路线段为该端点确定两个辅助点；

否则，根据该端点所属道路线段为该端点确定四个辅助点；

根据所述道路线段中的端点，以及确定的辅助点，绘制道路面。

8.一种地图数据处理装置，其特征在于，包括：

网格确定模块，用于在DTM模型中，确定2D矢量地图中道路线段所关联的目标三角形网格；

交点确定模块，用于根据每一所述目标三角形网格中顶点，与所述道路线段之间的位置关系，确定所述道路线段与该目标三角形网格中边的交点，用于将所述道路线段的2D矢量数据整合到所述DTM模型中；

开角增量确定模块，用于根据所述DTM模型中地形最高点数据、地形最低点数据和原视台体下边界，确定视台体上下开角增量；

新视线范围获取模块，用于根据所述视台体上下开角增量和原视台体视线上下开角，确定新视台体的新边界位置，以得到新视线范围；

数据绘制模块，用于将所述新视线范围内2D矢量地图的背景面数据，绘制到屏幕纹理图上；

DTM模型构建模块，用于根据所述屏幕纹理图，构建包括背景面的DTM模型。

9.一种设备，其特征在于，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的地图数据处理方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的地图数据处理方法。

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