CN114266872A - 一种基于真实地形数据的三维地形仿真方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于真实地形数据的三维地形仿真方法及系统，其方法包括：基于瓦片数量获取多个卫星地图块；获取每个卫星地图块对应的高程数据块，基于高程数据块获得高程数据；分别将卫星地图块和高程数据块按照预设分块规则进行分块，得到至少两个卫星地图单元及对应的高程数据单元；基于预设命名规则为卫星地图单元及对应的高程数据单元进行命名；当无人机进行飞行任务时，获取无人机的经纬度信息；根据无人机的经纬度信息、卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，加载第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元，并显示得到三维仿真地形。解决了已有三维仿真系统的性能对于场景大小的限制导致无法有效拼接的问题。

Description

一种基于真实地形数据的三维地形仿真方法及系统

技术领域

本申请涉及地理信息技术领域，尤其是涉及一种基于真实地形数据的三维地形仿真方法及系统。

背景技术

随着计算机技术的发展，使用虚拟现实技术实现地形、地貌的三维显示手段，已经为人们所密切关注。三维显示的地图真实感强，能更好地反映地形、地貌的立体形态，非常直观。特别随着计算机图形处理技术的增强以及屏幕显示系统的发展，立体图形的制作具有更大的灵活性，可以根据项目不同的需求，对同一地形形态做出多种不同的立体三维显示，例如局部放大，改变Z轴的放大倍率以夸大立体形态；改变视点位置以便于从不同的角度进行观察；甚至可以利用三维地形制作场景动画，使得在使用仿真软件过程中体验真实的地形形态。

基于真实地形制作三维仿真模型，在模拟仿真领域发挥着重要作用，现有技术中多通过固定尺寸的选框选取卫星地图块和高程数据块，将待仿真地理范围内的卫星地图块组成卫星地图数据，相应的高程数据块组成高程数据。但由于地球是球体，当待仿真地理范围跨度较大时，依据同一选框所选取的卫星地图块所对应的地理范围之间会存在偏差，后期分割切图时会产生误差。目前的仿真范围一般在20千米*千米范围内，无法大面积制作，在后续补充周边真实数据地形时也往往会出现拼接缝隙，而无法实现有效的拼接，导致应用场景内效果大幅降低。

发明内容

为了解决已有仿真系统性能对于场景大小的限制导致无法有效拼接的问题，本申请提供了一种基于真实地形数据的三维地形仿真方法及系统。

第一方面，本申请提供一种基于真实地形数据的三维地形仿真方法，采用如下的技术方案：

一种基于真实地形数据的三维地形仿真方法，包括：

基于瓦片数量获取多个卫星地图块，所述卫星地图块组成的卫星地图数据覆盖待仿真地理范围；

获取每个卫星地图块对应的高程数据块，基于所述高程数据块获得高程数据；

分别将所述卫星地图块和所述高程数据块按照预设分块规则进行分块，得到至少两个卫星地图单元及每一个卫星地图单元对应的高程数据单元，每个卫星地图单元包括至少两个卫星地图瓦片；

基于预设命名规则为所述卫星地图单元及对应的高程数据单元进行命名，得到卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，所述卫星地图单元名称和所述高程数据单元名称中均包含经纬度信息；

当无人机进行飞行任务时，获取所述无人机的经纬度信息；

根据所述无人机的经纬度信息、所述卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，加载第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元，并显示得到三维仿真地形。

通过采用上述技术方案，在开始进行三维地形仿真之前，先基于瓦片数量获取多个卫星地图块，再获取每个卫星地图块对应的高程数据块，分别将卫星地图块和高程数据块按照预设分块规则进行分块，得到至少两个卫星地图单元及每一个卫星地图单元对应的高程数据单元，基于预设命名规则为卫星地图单元及对应的高程数据单元进行命名，得到卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，当无人机进行飞行任务时，获取无人机的经纬度信息，根据无人机的经纬度信息、卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，加载第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元，并显示得到三维仿真地形。由于基于瓦片数获得的卫星地图块，不论经纬度的跨度有多大，均能对应同样大小的地理范围，可以实现任意面积的扩展，增大了仿真范围；并且每个卫星地图块对应的都是整数倍的瓦片，不存在不完整的瓦片，从而避免了拼接过程中出现缝隙或重叠等情况，保证了任意数量的卫星地图块之间均能实现无缝拼接，同样也有助于仿真范围的任意扩展。

可选的，所述基于瓦片数量获取多个卫星地图块，包括：

基于经纬度坐标选取起始点，沿第一预设方向计算第一预设数量的瓦片对应的第一经纬度信息，沿第二预设方向计算第二预设数量的瓦片对应的第二经纬度信息；

基于所述起始点的经纬度信息、所述第一经纬度信息和所述第二经纬度信息确定的卫星地图矩形块，从卫星地图服务器下载得到卫星地图块。

可选的，所述获取每个卫星地图块对应的高程数据块，基于所述高程数据块获得高程数据，包括：

获取每个卫星地图块对应的高程数据块；

基于所述起始点的经纬度信息、所述第一经纬度信息和所述第二经纬度信息确定的高程数据矩形块，对所述高程数据矩形块进行范围扩大化处理；

基于扩大化处理后的所述高程数据矩形块从高程数据服务器下载得到高程数据。

可选的，所述第一预设方向为横向，所述第二预设方向为纵向。

可选的，所述第一预设数量等于所述第二预设数量。

可选的，所述第一预设数量和所述第二预设数量基于所需分辨率确定。

可选的，所述分别将所述卫星地图块和所述高程数据块按照预设分块规则进行分块，得到至少两个卫星地图单元及每一个卫星地图单元对应的高程数据单元，包括：

对所述卫星地图块按照卫星地图瓦片的整数倍范围大小进行分块，得到多个卫星地图单元，每个卫星地图单元包括多个卫星地图瓦片；

对所述卫星地图块对应的高程数据块，按照所述卫星地图单元的范围大小进行分块，得到每个卫星地图单元对应的高程数据单元。

可选的，所述对所述卫星地图块按照卫星地图瓦片的整数倍范围大小进行分块，得到多个卫星地图单元之前，还包括：

对所述卫星地图块进行图像预处理，所述图像预处理包括：视觉处理和灰度处理中的至少一种；

对图像预处理后的所述卫星地图块进行上色。

可选的，所述对所述卫星地图块按照卫星地图瓦片的整数倍范围大小进行分块，得到多个卫星地图单元，包括：

对所述卫星地图块按照卫星地图瓦片的整数倍范围大小进行初次分块后存储，得到至少两个卫星地图小块，每个卫星地图小块包括至少两个卫星地图单元；

将相邻卫星地图块接缝处的卫星地图小块拼接为待处理单元块；

对所述待处理单元块进行接缝处的图像处理后按照拼接前的尺寸进行分块，并分别存储至各卫星地图小块原来的存储位置。

可选的，所述基于预设命名规则为所述卫星地图单元及对应的高程数据单元进行命名，得到卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，包括：

以预设卫星地图单元中预设角对应的瓦片为基准瓦片；

获取所述卫星地图单元中预设角对应的瓦片的经纬度信息；

基于所述卫星地图单元所包含的卫星地图瓦片信息、所述卫星地图单元与所述预设卫星地图单元的相对位置及所述基准瓦片的经纬度信息，对所有卫星地图单元进行命名，得到每一个卫星地图单元对应的卫星地图单元名称，所述卫星地图单元名称中包括经纬度信息；

根据每一个卫星地图单元对应的高程数据单元，确定所有高程数据单元对应的高程数据单元名称，所述高程数据单元名称中包括经纬度信息。

可选的，所述根据所述无人机的经纬度信息、所述卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，加载第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元，并显示得到三维仿真地形，包括：

基于所述无人机的经纬度信息，获得第一预设范围的经纬度信息，所述第一预设范围覆盖显示屏显示范围；

通过所述卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，得到所有卫星地图单元和所有高程数据单元的经纬度信息；

检索经纬度处于所述第一预设范围的经纬度信息范围内的卫星地图单元和高程数据单元，并加载显示得到三维仿真地形。

可选的，所述根据所述无人机的经纬度信息、所述卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，加载第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元，并显示得到三维仿真地形之前，还包括：

接收仿真指令，所述仿真指令包括设备标识；

根据所述设备标识获取对应显示设备的显示屏尺寸信息，用于获得显示屏显示范围。

可选的，所述根据所述无人机的经纬度信息、所述卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，加载第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元，并显示得到三维仿真地形之后，还包括：

根据所述无人机的经纬度信息、所述卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，对超出第二预设范围的已加载数据进行清除；

所述第二预设范围覆盖所述第一预设范围。

可选的，所述第一预设范围和/或所述第二预设范围的范围大小根据仿真设备的当前仿真性能确定得到。

第二方面，本申请提供一种基于真实地形数据的三维地形仿真系统，采用如下的技术方案：

数据获取模块、数据处理模块及仿真处理模块；

所述数据获取模块用于基于瓦片数量获取多个卫星地图块，所述卫星地图块组成的卫星地图数据覆盖待仿真地理范围，获取每个卫星地图块对应的高程数据块，基于所述高程数据块获得高程数据；

所述数据处理模块用于分别将所述卫星地图块和所述高程数据块按照预设分块规则进行分块，得到至少两个卫星地图单元及每一个卫星地图单元对应的高程数据单元，每个卫星地图单元包括至少两个卫星地图瓦片，基于预设命名规则为所述卫星地图单元及对应的高程数据单元进行命名，得到卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，所述卫星地图单元名称和所述高程数据单元名称中均包含经纬度信息；

当无人机进行飞行任务时，所述仿真处理模块用于获取所述无人机的经纬度信息，根据所述无人机的经纬度信息、所述卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，加载第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元，并显示得到三维仿真地形。

综上，本申请包括以下有益技术效果：

由于基于瓦片数获得的卫星地图块，不论经纬度的跨度有多大，均能对应同样大小的地理范围，可以实现任意面积的扩展，增大了仿真范围；并且每个卫星地图块对应的都是整数倍的瓦片，不存在不完整的瓦片，从而避免了拼接过程中出现缝隙或重叠等情况，保证了任意数量的卫星地图块之间均能实现无缝拼接，同样也有助于仿真范围的任意扩展。

附图说明

图1是本申请的基于真实地形数据的三维地形仿真方法的流程示意图。

图2是本申请的获取卫星地图块的流程示意图。

图3是本申请的获取高程数据的流程示意图。

图4是本申请的对卫星地图块和高程数据块进行分块的流程示意图。

图5是本申请的卫星地图块分块得到卫星地图小块及拼接的流程示意图。

图6是本申请的卫星地图单元及高程数据单元进行命名的流程示意图。

图7是本申请的得到三维仿真地形的流程示意图。

图8是本申请的基于真实地形数据的三维地形仿真系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例公开一种基于真实地形数据的三维地形仿真方法。

参照图1，该方法包括：

101，基于瓦片数量获取多个卫星地图块。

其中，本申请的应用领域主要是应用于无人机、有人机、指挥所、基地及通信保障车等需要实时加载视景范围内的高程及卫星地图的应用场景中，在开始进行三维地形仿真之前，先基于瓦片数量从第三方服务器获取到多个卫星地图块，瓦片是卫星地图瓦片，一般卫星地图瓦片的范围大小是256像素*256像素，第三方服务器可以是谷歌地图、北斗系统等提供卫星地图数据的系统。多个卫星地图块所组成的卫星地图数据，需要覆盖待仿真地理范围，才能实现仿真效果。

102，获取每个卫星地图块对应的高程数据块，基于高程数据块获得高程数据。

其中，在每个卫星地图块获取完之后，由于卫星地图块所体现的是二维化的地图信息，只有经纬度信息，而没有高程数值，因此针对每个卫星地图块获取对应的高程数据块，并且从高程数据库中获取到高程数据块的高程数据。

103，分别将卫星地图块和高程数据块按照预设分块规则进行分块，得到至少两个卫星地图单元及每一个卫星地图单元对应的高程数据单元。

其中，分别将卫星地图块和高程数据块按照预设分块规则进行分块，对于卫星地图块的分块，进行分块的时候，可以依据卫星地图瓦片的范围大小，通常卫星地图瓦片的范围大小通常是256像素*256像素，那么可以规定卫星地图单元的大小可以是整数倍的卫星地图瓦片，每个卫星地图单元包括至少两个卫星地图瓦片，例如，4个或8个，得到至少两个卫星地图单元。再按照每一个卫星地图单元对高程数据进行分块，得到每一个卫星地图单元对应的高程数据单元。

104，基于预设命名规则为卫星地图单元及对应的高程数据单元进行命名，得到卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称。

其中，基于预设命名规则为卫星地图单元及对应的高程数据单元进行命名，进行命名是为了能够方便卫星地图单元和高程数据单元的选择，得到卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，在卫星地图单元名称和高程数据单元名称中均包含了经纬度信息。

105，当无人机进行飞行任务时，获取无人机的经纬度信息。

其中，当无人机进行飞行任务时，需要将无人机和所处范围内的地形进行三维仿真，通过无人机上安装的卫星定位仪器，可以获取到无人机在飞行任务过程中当前时间所处的经纬度信息。

106，根据无人机的经纬度信息、卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，加载第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元，并显示得到三维仿真地形。

其中，由于卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称中都有经纬度信息，那么就能结合无人机的经纬度信息，确定第一预设范围，将经纬度处于第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元进行加载，并且显示得到三维仿真地形。

本申请的实施原理为：由于基于瓦片数获得的卫星地图块，不论经纬度的跨度有多大，均能对应同样大小的地理范围，可以实现任意面积的扩展，增大了仿真范围；并且每个卫星地图块对应的都是整数倍的瓦片，不存在不完整的瓦片，从而避免了拼接过程中出现缝隙或重叠等情况，保证了任意数量的卫星地图块之间均能实现无缝拼接，同样也有助于仿真范围的任意扩展。

在以上图1所示的实施例中，步骤101中基于瓦片数量获取多个卫星地图块的过程，如图2所示，具体步骤如下：

201，基于经纬度坐标选取起始点，沿第一预设方向计算第一预设数量的瓦片对应的第一经纬度信息，沿第二预设方向计算第二预设数量的瓦片对应的第二经纬度信息。

其中，在二维化的地图中，基于已经构建好的经纬度坐标选取一个起始点，沿着第一预设方向计算第一预设数量的瓦片对应的第一经纬度信息，沿第二预设方向计算第二预设数量的瓦片对应的第二经纬度信息；

需要说明的是，第一预设方向和第二预设方向可以分别为横向和纵向，也可以是横向和对角线方向，或者纵向和对角线方向。

202，基于起始点的经纬度信息、第一经纬度信息和第二经纬度信息确定的卫星地图矩形块，从卫星地图服务器下载得到卫星地图块。

其中，基于起始点的经纬度信息、第一经纬度信息和第二经纬度信息确定卫星地图矩形块，矩形块横向和纵向的瓦片数可以相等，也可以不相等。在第一预设数量等于第二预设数量时矩形块为正方形，为优选实施例。

需要说明的是，为便于后期分割，第一预设数量和第二预设数量是基于所需要的分辨率确定的，以便在分割时能保证卫星地图单元为所需的瓦片排布；本发明优选256张瓦片*256张瓦片，该卫星地图块的取块方式在1k、2k、4k、8k分辨率要求下，最小单元均为单张瓦片的整数倍。且正方形结构更有利于各方向的拼接。

在以上图1所示的实施例中，步骤102中获取每个卫星地图块对应的高程数据块，基于所述高程数据块获得高程数据的过程，如图3所示，具体步骤如下：

301，获取每个卫星地图块对应的高程数据块。

其中，在卫星地图块确定之后，按照二维化地图上的卫星地图块找到高程地图中对应的高程数据块。

302，基于起始点的经纬度信息、第一经纬度信息和第二经纬度信息确定的高程数据矩形块，对高程数据矩形块进行范围扩大化处理。

其中，基于图2中起始点的经纬度信息、第一经纬度信息和第二经纬度信息确定的高程数据矩形块，对高程数据矩形块进行范围扩大化处理，之所以要采用范围扩大化处理方式是为了在扩展三维仿真地形时，不会因为高程数据的差异造成拼接问题。因为，如果是按照下载每一块卫星地图数据的方法进行下载，存在的缺点是高程数据在生成三维仿真地形时，中间拼接部分会存在严重的高程接缝问题。而对高程数据矩形块进行范围扩大化处理，就是为了能够解决拼接时的高程接缝问题。

303，基于扩大化处理后的高程数据矩形块从高程数据服务器下载得到高程数据。

其中，在得到扩大化处理后得到的高程数据矩形块之后，基于扩大化处理后的高程数据矩形块从高程数据服务器中进行检索，下载得到对应的高程数据。

在以上图1所示的实施例中，步骤103中分别将卫星地图块和高程数据块按照预设分块规则进行分块，得到至少两个卫星地图单元及每一个卫星地图单元对应的高程数据单元的过程，如图4所示，具体步骤如下：

401，对卫星地图块按照卫星地图瓦片的整数倍范围大小进行分块，得到多个卫星地图单元。

其中，卫星地图瓦片的范围大小256px*256px，对卫星地图块按照卫星地图瓦片的整数倍范围大小对卫星地图数据进行分块，得到多个卫星地图单元，每个卫星地图单元包括多个卫星地图瓦片；

具体的，在进行分块之前，还需要对卫星地图块进行图像预处理，图像预处理的手段包括了视觉处理和灰度处理中的至少一种，然后对图像预处理后的卫星地图块进行上色，使得各卫星地图块之间的拼接痕迹降低。

402，对卫星地图块对应的高程数据块，按照卫星地图单元的范围大小进行分块，得到每个卫星地图单元对应的高程数据单元。

其中，在卫星地图单元分块出来之后，由于卫星地图块和高程数据块是对应的，那么在卫星地图单元的基础上，按照卫星地图单元的范围大小对高程数据块进行分块，得到每个卫星地图单元对应的高程数据单元。

在以上图4所示的实施例中，步骤401的对卫星地图块按照卫星地图瓦片的整数倍范围大小进行分块，得到多个卫星地图单元之前，具体如图5所示，还包括以下步骤：

501，对卫星地图块按照卫星地图瓦片的整数倍范围大小进行初次分块后存储，得到至少两个卫星地图小块。

其中，由于卫星地图块的经纬度覆盖范围可能非常大，在划分为范围较小的卫星地图单元之前，还需要对卫星地图块按照卫星地图瓦片的整数倍范围大小进行初次分块后存储，得到至少两个卫星地图小块，每个卫星地图小块包括至少两个卫星地图单元，假设卫星地图块是256个瓦片*256瓦片，可以先将卫星地图块分块为4个64个瓦片*64个瓦片的卫星地图小块，每个卫星地图小块包含64*64个卫星地图瓦片。

502，将相邻卫星地图块接缝处的卫星地图小块拼接为待处理单元块。

其中，相邻的卫星地图块接缝处的卫星地图小块，可能由于接缝存在，在拼接的时候会存在拼接缝隙，为了解决这一情况，可以将相邻卫星地图块接缝处的卫星地图小块拼接为待处理单元块。

503，对待处理单元块进行接缝处的图像处理后按照拼接前的尺寸进行分块，并分别存储至各卫星地图小块原来的存储位置。

结合以上图1和图3的实施例，在步骤104中基于预设命名规则为所述卫星地图单元及对应的高程数据单元进行命名，得到卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称的过程，如图6所示，具体步骤包括：

601，以预设卫星地图单元中预设角对应的瓦片为基准瓦片。

其中，预设卫星地图单元是通过预先在卫星地图单元中的预设角上的卫星地图瓦片作为基准瓦片。

602，获取卫星地图单元中预设角对应的瓦片的经纬度信息。

603，基于卫星地图单元所包含的卫星地图瓦片信息、卫星地图单元与预设卫星地图单元的相对位置及基准瓦片的经纬度信息，对所有卫星地图单元进行命名，得到每一个卫星地图单元对应的卫星地图单元名称，卫星地图单元名称中包括经纬度信息。

604，根据每一个卫星地图单元对应的高程数据单元，确定所有高程数据单元对应的高程数据单元名称，高程数据单元名称中包括经纬度信息。

本申请的实施原理为：通过卫星地图单元的预设角的卫星地图瓦片的经纬度信息，基于卫星地图单元所包含的卫星地图瓦片信息、卫星地图单元与预设卫星地图单元的相对位置及基准瓦片的经纬度信息，对卫星地图单元进行命名，得到的卫星地图单元名称中包括经纬度信息，并且对每一个卫星地图单元对应的高程数据单元也进行命名，命名之后的高程数据单元名称中也包括经纬度信息，从而方便了卫星地图单元和高程数据单元的加载。

结合以上图1-图6所示的实施例，在步骤106中根据无人机的经纬度信息、卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，加载第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元，并显示得到三维仿真地形的过程，如图7所示，具体步骤包括：

701，基于无人机的经纬度信息，获得第一预设范围的经纬度信息，第一预设范围覆盖显示屏显示范围。

其中，无人机在飞行任务过程中，通过定位设备可以得到无人机当前所处的经纬度信息，由于显示屏显示的时候，需要展示的是无人机所处位置的一个预设范围，因此，需要获得第一预设范围的经纬度信息，第一预设范围覆盖了显示屏的显示范围。

702，通过卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，得到所有卫星地图单元和所有高程数据单元的经纬度信息。

703，检索经纬度处于第一预设范围的经纬度信息范围内的卫星地图单元和高程数据单元，并加载显示得到三维仿真地形。

其中，第一预设范围的经纬度信息是一个预设范围，在该预设范围内进行针对经纬度的检索，得到该预设范围内的卫星地图单元和高程数据单元，进行加载显示，由于卫星地图单元是二维图像，而叠加上高程数据单元的高程数据之后，得到的是三维仿真地形。

需要说明的是，在执行步骤106之前，接收仿真指令，由于仿真指令中包括设备标识，设备标识是显示设备的唯一标识，能够定位到显示设备，再获取到该显示设备的显示屏尺寸信息，显示屏尺寸信息表示需要进行三维仿真地形的范围，从而根据显示屏尺寸信息确定显示屏显示范围。

需要说明的是，在得到了三维仿真地形之后，由于为了保证显示的完整性，在加载显示第一预设范围的卫星地图单元和高程数据单元时，是需要扩大范围的，例如，第一预设范围是20*20个的卫星地图单元，但是为了保证显示的完整性，设置了一个保险范围，即第二预设范围，第二预设范围的范围大小是21*21个的卫星地图单元，并且覆盖了第一预设范围，如果实际上加载了30*30的个卫星地图单元，那么将超出第二预设范围的已经加载的数据都清除，减少仿真设备在处理性能上的压力。并且，第一预设范围和/或第二预设范围的范围大小，是基于仿真设备的当前仿真性能确定得到，仿真性能具体是指仿真设备的CPU占用率，在CPU占用率较高时，第一预设范围和/或第二预设范围的范围较小，否则，则较大。由此实现了基于仿真设备的当前仿真性能进行自适应调整。

在以上实施例中，详细说明了基于真实地形数据的三维地形仿真方法，下面通过实施例对应用该方法的基于真实地形数据的三维地形仿真系统进行说明，如图8所示，本申请提供一种基于真实地形数据的三维地形仿真系统，包括：

数据获取模块801、数据处理模块802及仿真处理模块803；

数据获取模块801用于基于瓦片数量获取多个卫星地图块，卫星地图块组成的卫星地图数据覆盖待仿真地理范围，获取每个卫星地图块对应的高程数据块，基于高程数据块获得高程数据；

数据处理模块802用于分别将卫星地图块和高程数据块按照预设分块规则进行分块，得到至少两个卫星地图单元及每一个卫星地图单元对应的高程数据单元，每个卫星地图单元包括至少两个卫星地图瓦片，基于预设命名规则为卫星地图单元及对应的高程数据单元进行命名，得到卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，卫星地图单元名称和高程数据单元名称中均包含经纬度信息；

当无人机进行飞行任务时，仿真处理模块803用于获取无人机的经纬度信息，根据无人机的经纬度信息、卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，加载第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元，并显示得到三维仿真地形。

本申请的实施原理为：在开始进行三维地形仿真之前，数据获取模块801先基于瓦片数量获取多个卫星地图块，再获取每个卫星地图块对应的高程数据块，数据处理模块802分别将卫星地图块和高程数据块按照预设分块规则进行分块，得到至少两个卫星地图单元及每一个卫星地图单元对应的高程数据单元，基于预设命名规则为卫星地图单元及对应的高程数据单元进行命名，得到卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，当无人机进行飞行任务时，仿真处理模块803获取无人机的经纬度信息，根据无人机的经纬度信息、卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，加载第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元，并显示得到三维仿真地形。由于基于瓦片数获得的卫星地图块，不论经纬度的跨度有多大，均能对应同样大小的地理范围，可以实现任意面积的扩展，增大了仿真范围；并且每个卫星地图块对应的都是整数倍的瓦片，不存在不完整的瓦片，从而避免了拼接过程中出现缝隙或重叠等情况，保证了任意数量的卫星地图块之间均能实现无缝拼接，同样也有助于仿真范围的任意扩展。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (15)

1.一种基于真实地形数据的三维地形仿真方法，其特征在于，包括：

基于瓦片数量获取多个卫星地图块，所述卫星地图块组成的卫星地图数据覆盖待仿真地理范围；

获取每个卫星地图块对应的高程数据块，基于所述高程数据块获得高程数据；

分别将所述卫星地图块和所述高程数据块按照预设分块规则进行分块，得到至少两个卫星地图单元及每一个卫星地图单元对应的高程数据单元，每个卫星地图单元包括至少两个卫星地图瓦片；

基于预设命名规则为所述卫星地图单元及对应的高程数据单元进行命名，得到卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，所述卫星地图单元名称和所述高程数据单元名称中均包含经纬度信息；

当无人机进行飞行任务时，获取所述无人机的经纬度信息；

根据所述无人机的经纬度信息、所述卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，加载第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元，并显示得到三维仿真地形。

2.根据权利要求1所述的基于真实地形数据的三维地形仿真方法，其特征在于，所述基于瓦片数量获取多个卫星地图块，包括：

基于经纬度坐标选取起始点，沿第一预设方向计算第一预设数量的瓦片对应的第一经纬度信息，沿第二预设方向计算第二预设数量的瓦片对应的第二经纬度信息；

基于所述起始点的经纬度信息、所述第一经纬度信息和所述第二经纬度信息确定的卫星地图矩形块，从卫星地图服务器下载得到卫星地图块。

3.根据权利要求2所述的基于真实地形数据的三维地形仿真方法，其特征在于，所述获取每个卫星地图块对应的高程数据块，基于所述高程数据块获得高程数据，包括：

获取每个卫星地图块对应的高程数据块；

基于所述起始点的经纬度信息、所述第一经纬度信息和所述第二经纬度信息确定的高程数据矩形块，对所述高程数据矩形块进行范围扩大化处理；

基于扩大化处理后的所述高程数据矩形块从高程数据服务器下载得到高程数据。

4.根据权利要求2所述的基于真实地形数据的三维地形仿真方法，其特征在于，所述第一预设方向为横向，所述第二预设方向为纵向。

5.根据权利要求2所述的基于真实地形数据的三维地形仿真方法，其特征在于，所述第一预设数量等于所述第二预设数量。

6.根据权利要求2所述的基于真实地形数据的三维地形仿真方法，其特征在于，所述第一预设数量和所述第二预设数量基于所需分辨率确定。

7.根据权利要求1所述的基于真实地形数据的三维地形仿真方法，其特征在于，所述分别将所述卫星地图块和所述高程数据块按照预设分块规则进行分块，得到至少两个卫星地图单元及每一个卫星地图单元对应的高程数据单元，包括：

对所述卫星地图块按照卫星地图瓦片的整数倍范围大小进行分块，得到多个卫星地图单元，每个卫星地图单元包括多个卫星地图瓦片；

对所述卫星地图块对应的高程数据块，按照所述卫星地图单元的范围大小进行分块，得到每个卫星地图单元对应的高程数据单元。

8.根据权利要求7所述的基于真实地形数据的三维地形仿真方法，其特征在于，所述对所述卫星地图块按照卫星地图瓦片的整数倍范围大小进行分块，得到多个卫星地图单元之前，还包括：

对所述卫星地图块进行图像预处理，所述图像预处理包括：视觉处理和灰度处理中的至少一种；

对图像预处理后的所述卫星地图块进行上色。

9.根据权利要求8所述的基于真实地形数据的三维地形仿真方法，其特征在于，所述对所述卫星地图块按照卫星地图瓦片的整数倍范围大小进行分块，得到多个卫星地图单元之前，还包括：

对所述卫星地图块按照卫星地图瓦片的整数倍范围大小进行初次分块后存储，得到至少两个卫星地图小块，每个卫星地图小块包括至少两个卫星地图单元；

将相邻卫星地图块接缝处的卫星地图小块拼接为待处理单元块；

对所述待处理单元块进行接缝处的图像处理后按照拼接前的尺寸进行分块，并分别存储至各卫星地图小块原来的存储位置。

10.根据权利要求3所述的基于真实地形数据的三维地形仿真方法，其特征在于，所述基于预设命名规则为所述卫星地图单元及对应的高程数据单元进行命名，得到卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，包括：

以预设卫星地图单元中预设角对应的瓦片为基准瓦片；

获取所述卫星地图单元中预设角对应的瓦片的经纬度信息；

基于所述卫星地图单元所包含的卫星地图瓦片信息、所述卫星地图单元与所述预设卫星地图单元的相对位置及所述基准瓦片的经纬度信息，对所有卫星地图单元进行命名，得到每一个卫星地图单元对应的卫星地图单元名称，所述卫星地图单元名称中包括经纬度信息；

根据每一个卫星地图单元对应的高程数据单元，确定所有高程数据单元对应的高程数据单元名称，所述高程数据单元名称中包括经纬度信息。

11.根据权利要求1-10中任意一项所述的基于真实地形数据的三维地形仿真方法，其特征在于，所述根据所述无人机的经纬度信息、所述卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，加载第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元，并显示得到三维仿真地形，包括：

基于所述无人机的经纬度信息，获得第一预设范围的经纬度信息，所述第一预设范围覆盖显示屏显示范围；

通过所述卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，得到所有卫星地图单元和所有高程数据单元的经纬度信息；

检索经纬度处于所述第一预设范围的经纬度信息范围内的卫星地图单元和高程数据单元，并加载显示得到三维仿真地形。

12.根据权利要求11所述的基于真实地形数据的三维地形仿真方法，其特征在于，所述根据所述无人机的经纬度信息、所述卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，加载第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元，并显示得到三维仿真地形之前，还包括：

接收仿真指令，所述仿真指令包括设备标识；

根据所述设备标识获取对应显示设备的显示屏尺寸信息，用于获得显示屏显示范围。

13.根据权利要求11所述的基于真实地形数据的三维地形仿真方法，其特征在于，所述根据所述无人机的经纬度信息、所述卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，加载第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元，并显示得到三维仿真地形之后，还包括：

根据所述无人机的经纬度信息、所述卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，对超出第二预设范围的已加载数据进行清除；

所述第二预设范围覆盖所述第一预设范围。

14.根据权利要求13所述的基于真实地形数据的三维地形仿真方法，其特征在于，所述第一预设范围和/或所述第二预设范围的范围大小根据仿真设备的当前仿真性能确定得到。

15.一种基于真实地形数据的三维地形仿真系统，其特征在于，包括：

数据获取模块、数据处理模块及仿真处理模块；

所述数据获取模块用于基于瓦片数量获取多个卫星地图块，所述卫星地图块组成的卫星地图数据覆盖待仿真地理范围，获取每个卫星地图块对应的高程数据块，基于所述高程数据块获得高程数据；

所述数据处理模块用于分别将所述卫星地图块和所述高程数据块按照预设分块规则进行分块，得到至少两个卫星地图单元及每一个卫星地图单元对应的高程数据单元，每个卫星地图单元包括至少两个卫星地图瓦片，基于预设命名规则为所述卫星地图单元及对应的高程数据单元进行命名，得到卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，所述卫星地图单元名称和所述高程数据单元名称中均包含经纬度信息；

当无人机进行飞行任务时，所述仿真处理模块用于获取所述无人机的经纬度信息，根据所述无人机的经纬度信息、所述卫星地图单元名称和对应的高程数据单元名称，加载第一预设范围内的卫星地图单元及对应的高程数据单元，并显示得到三维仿真地形。

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