CN113066178A - 一种地图数据处理方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种地图数据处理方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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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：在地图数据的数据层中，为每一地图区域分配纹理子图；将该地图区域中2D点的背景面数据，绘制到该地图区域关联的纹理子图上；根据该地图区域中2D点与3D点的关联关系，从该地图区域关联的纹理子图中采样，并根据采样信息构建包括背景面的DTM模型；其中，所述2D点为2D矢量地图中的采样点，所述3D点为所述DTM模型中的采样点。通过运行本发明实施例所提供的技术方案，可以解决由于数据收集方式的不同，2D背景面数据缺乏高度信息，无法与DTM模型数据直接进行整合的问题，实现将2D背景面数据添加至DTM模型中的效果。

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，因此需要通过2D电子地图与DTM模型的整合，在DTM模型中引入背景面数据。由于数据收集方式的不同，2D背景面数据缺乏高度信息，无法与DTM模型数据直接进行整合。
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背景面数据添加至DTM模型中的效果。
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：
在地图数据的数据层中，为每一地图区域分配纹理子图；
将该地图区域中2D点的背景面数据，绘制到该地图区域关联的纹理子图上；
根据该地图区域中2D点与3D点的关联关系，从该地图区域关联的纹理子图中采样，并根据采样信息构建包括背景面的DTM模型；
其中，所述2D点为2D矢量地图中的采样点，所述3D点为所述DTM模型中的采样点。
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：
纹理子图分配模块，用于在地图数据的数据层中，为每一地图区域分配纹理子图；
数据绘制模块，用于将该地图区域中2D点的背景面数据，绘制到该地图区域关联的纹理子图上；
DTM模型构建模块，用于根据该地图区域中2D点与3D点的关联关系，从该地图区域关联的纹理子图中采样，并根据采样信息构建包括背景面的DTM模型；
其中，所述2D点为2D矢量地图中的采样点，所述3D点为所述DTM模型中的采样点。
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地图数据的数据层中，为每一地图区域分配纹理子图；将该地图区域中2D点的背景面数据，绘制到该地图区域关联的纹理子图上；根据该地图区域中2D点与3D点的关联关系，从该地图区域关联的纹理子图中采样，并根据采样信息构建包括背景面的DTM模型；其中，所述2D点为2D矢量地图中的采样点，所述3D点为所述DTM模型中的采样点。解决由于数据收集方式的不同，2D背景面数据缺乏高度信息，无法与DTM模型数据直接进行整合的问题，实现将2D背景面数据添加至DTM模型中的效果。
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为本发明实施例二提供的一种地图数据处理方法的流程图；
图3为本发明实施例二提供的一种DTM模型中方格的示意图；
图4为本发明实施例三所提供的一种地图数据处理的结构示意图；
图5为本发明实施例四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，本实施例可适用于使2D背景面数据与DTM模型数据直接进行整合的情况，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：
S110、在地图数据的数据层中，为每一地图区域分配纹理子图。
其中，数据层为用于存储不同比例尺区间的二维图形数据。纹理子图为该数据层中为每个地图区域分配的纹理图。
在本实施例中，可选的，在地图数据的数据层中，为每一地图区域分配纹理子图，包括：
根据所述数据层关联的屏幕范围和地图区域尺寸，确定所述屏幕范围内的地图区域数量；
在所述数据层中，为每一地图区域分配N个纹理子图。
其中，单个地图区域尺寸为预先设置好的固定值，根据屏幕范围和单个地图区域尺寸比值向上取整，得到屏幕范围内的地图区域数量，不同数据层，对应的地图区域个数不一定相同。例如屏幕范围为1280*640，设定的单个地图区域尺寸为512*512，二者的比值为2.5*1.25，则将比值向上取整得到地图区域数量为3*2＝6个。
为每一地图区域分配N个纹理子图，即每一地图区域对应了N张纹理子图。这样设置的好处在于，针对每个地图区域分配纹理子图，从而将屏幕范围内所有地图区域的数据与纹理子图关联，更好地将2D地图数据与DTM模型数据进行整合。
在本实施例中，可选的，N为自然数的平方数。
其中，N可以为1、4、9、16等，本实施例对此不作限制。N的数量可以根据实际的内存使用量、显示效果等实际应用效果综合考虑进行确定。当N为1时，为数据层中的每一地图区域分配固定大小的一个纹理子图；当N大于1时，为将地图区域分成N份，每份对应一个固定大小的纹理子图。这样设置的好处在于，根据实际情况为每一地图区域分配对应个数的纹理子图，从而降低内存消耗，优化纹理显示效果。
S120、将该地图区域中2D点的背景面数据，绘制到该地图区域关联的纹理子图上。
其中，所述2D点为2D矢量地图中的采样点。每个地图区域都包含基于2D形式的背景面数据，背景面为湖泊面、绿地面等。将背景面的矢量数据通过渲染等方式绘制到该地图区域关联的纹理子图上。
S130、根据该地图区域中2D点与3D点的关联关系，从该地图区域关联的纹理子图中采样，并根据采样信息构建包括背景面的DTM模型。
其中，所述3D点为所述DTM模型中的采样点。2D点与3D点的关联关系可以为坐标点的关联关系，例如根据2D点的横纵坐标与3D点横纵坐标的相似性，确定2D点对应的3D点。具体的，在构建DTM模型中任一3D点的背景面时，根据该地图区域中2D点与3D点的关联关系，从关联的纹理子图中获取该3D点的背景面数据，并根据获取的背景面数据得到该3D点的背景面，即构建包括背景面的DTM模型。
本发明实施例通过在地图数据的数据层中，为每一地图区域分配纹理子图；将该地图区域中2D点的背景面数据，绘制到该地图区域关联的纹理子图上；根据该地图区域中2D点与3D点的关联关系，从该地图区域关联的纹理子图中采样，并根据采样信息构建包括背景面的DTM模型；其中，所述2D点为2D矢量地图中的采样点，所述3D点为所述DTM模型中的采样点。解决由于数据收集方式的不同，2D背景面数据缺乏高度信息，无法与DTM模型数据直接进行整合的问题，实现将2D背景面数据添加至DTM模型中的效果。
在上述各技术方案的基础上，可选的，所述方法还包括：
将2D矢量地图中地图元素边界线作为所述DTM模型中的三角形边，对所述DTM模型中方格进行三角剖分，以得到DTM模型中的三角形网格，用于将2D矢量地图数据整合到所述DTM模型中；
其中，所述地图元素包括如下至少一项：道路、河流、湖泊和绿地。
地图元素与DTM模型中方格进行结合，将地图元素边界线作为三角形网格的边界，则三角形网格原本的高度信息，直接与地图元素边界线结合，达到使得2D矢量地图数据与DTM模型直接进行整合的效果。
在上述各技术方案的基础上，可选的，在地图数据的数据层中，为每一地图区域分配纹理子图之前，还包括：
获取不同比例尺区间对应的数据层；
其中，每一比例尺区间对应的数据层的地图区域范围为下一比例尺区间对应的数据层的地图区域范围的四倍。
其中，比例尺区间为部分连续比例尺构成的区间，例如[(1:1000)，(1:500)]。每个比例尺区间获取不同比例尺区间对应的数据层，以便在实际应用中，将当前比例尺与预设的比例尺区间进行匹配。确定当前比例尺所属当前比例尺区间，并将当前比例尺区间关联的数据层作为当前数据层。
本实施例在上述实施例的基础上，通过预设至少两个比例尺区间，确定当前比例尺所属当前比例尺区间，将当前比例尺区间关联的数据层作为当前数据层。
在上述各技术方案的基础上，可选的，在地图数据的数据层中，为每一地图区域分配纹理子图之前，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。
其中，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。这样设置的好处在于，将数据划分为规则方格，便于后续对数据统一进行处理，提高地图数据处理的效率。
实施例二
图2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。本技术方案是对构建包括背景面的DTM模型之后的过程进行补充说明的。与上述方案相比，本方案具体优化为，针对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2所示：
S210、针对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，方格由把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3为本发明实施例二提供的一种DTM模型中方格的示意图。
如图3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)。
S220、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。
S230、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。
实施例三
图4为本发明实施例三所提供的一种地图数据处理的结构示意图。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基于知识图谱的违约确定方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。如图4所示，该装置包括：
纹理子图分配模块410，用于在地图数据的数据层中，为每一地图区域分配纹理子图。
数据绘制模块420，用于将该地图区域中2D点的背景面数据，绘制到该地图区域关联的纹理子图上。
DTM模型构建模块430，用于根据该地图区域中2D点与3D点的关联关系，从该地图区域关联的纹理子图中采样，并根据采样信息构建包括背景面的DTM模型。
其中，所述2D点为2D矢量地图中的采样点，所述3D点为所述DTM模型中的采样点。
本发明实施例通过在地图数据的数据层中，为每一地图区域分配纹理子图；将该地图区域中2D点的背景面数据，绘制到该地图区域关联的纹理子图上；根据该地图区域中2D点与3D点的关联关系，从该地图区域关联的纹理子图中采样，并根据采样信息构建包括背景面的DTM模型；其中，所述2D点为2D矢量地图中的采样点，所述3D点为所述DTM模型中的采样点。解决由于数据收集方式的不同，2D背景面数据缺乏高度信息，无法与DTM模型数据直接进行整合的问题，实现将2D背景面数据添加至DTM模型中的效果。
在上述各技术方案的基础上，可选的，纹理子图分配模块510，包括：
地图区域数量确定单元，包括根据所述数据层关联的屏幕范围和地图区域尺寸，确定所述屏幕范围内的地图区域数量。
纹理子图分配单元，用于在所述数据层中，为每一地图区域分配N个纹理子图。
在上述各技术方案的基础上，可选的，N为自然数的平方数。
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，方向向量确定模块，包括：
横轴方向向量确定单元，用于在横轴方向上，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。
纵轴方向向量确定单元，用于在横轴方向上，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。
在上述各技术方案的基础上，可选的，所述装置还包括：
三角剖分模块，用于将2D矢量地图中地图元素边界线作为所述DTM模型中的三角形边，对所述DTM模型中方格进行三角剖分，以得到DTM模型中的三角形网格，用于将2D矢量地图数据整合到所述DTM模型中；
其中，所述地图元素包括如下至少一项：道路、河流、湖泊和绿地。
实施例四
图5为本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图，如图5所示，该设备包括处理器50、存储器51、输入装置52和输出装置53；设备中处理器50的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器50为例；设备中的处理器50、存储器51、输入装置52和输出装置53可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器51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50通过运行存储在存储器51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51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51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51可进一步包括相对于处理器50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。
实施例五
本发明实施例五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：
在地图数据的数据层中，为每一地图区域分配纹理子图；
将该地图区域中2D点的背景面数据，绘制到该地图区域关联的纹理子图上；
根据该地图区域中2D点与3D点的关联关系，从该地图区域关联的纹理子图中采样，并根据采样信息构建包括背景面的DTM模型；
其中，所述2D点为2D矢量地图中的采样点，所述3D点为所述DTM模型中的采样点。
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：
在地图数据的数据层中，为每一地图区域分配纹理子图；
将该地图区域中2D点的背景面数据，绘制到该地图区域关联的纹理子图上；
根据该地图区域中2D点与3D点的关联关系，从该地图区域关联的纹理子图中采样，并根据采样信息构建包括背景面的DTM模型；
其中，所述2D点为2D矢量地图中的采样点，所述3D点为所述DTM模型中的采样点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在地图数据的数据层中，为每一地图区域分配纹理子图，包括：
根据所述数据层关联的屏幕范围和地图区域尺寸，确定所述屏幕范围内的地图区域数量；
在所述数据层中，为每一地图区域分配N个纹理子图。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，N为自然数的平方数。
4.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于，还包括：
针对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。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，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。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将2D矢量地图中地图元素边界线作为所述DTM模型中的三角形边，对所述DTM模型中方格进行三角剖分，以得到DTM模型中的三角形网格，用于将2D矢量地图数据整合到所述DTM模型中；
其中，所述地图元素包括如下至少一项：道路、河流、湖泊和绿地。
7.一种地图数据处理装置，其特征在于，包括：
纹理子图分配模块，用于在地图数据的数据层中，为每一地图区域分配纹理子图；
数据绘制模块，用于将该地图区域中2D点的背景面数据，绘制到该地图区域关联的纹理子图上；
DTM模型构建模块，用于根据该地图区域中2D点与3D点的关联关系，从该地图区域关联的纹理子图中采样，并根据采样信息构建包括背景面的DTM模型；
其中，所述2D点为2D矢量地图中的采样点，所述3D点为所述DTM模型中的采样点。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
方向向量确定模块，用于针对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。
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1-6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1-6中任一所述的地图数据处理方法。
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