CN115113952B - Cim平台下海量高精度多源模型加载方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及城市综合运维管理技术领域，特别是涉及CIM平台下海量高精度多源模型加载方法及系统，所述CIM平台下海量高精度多源模型加载方法包括：获取目标位置的坐标，根据目标位置的坐标确定需要加载的模型；将需要加载的模型进行分类；根据需要加载的模型所属的分类，将模型进行分割，得到尺寸与所属分类对应的单体模型；加载分割得到的单体模型；将加载得到的单体模型进行拼接重组以还原模型；以目标位置为中心，将还原得到的模型进行融合处理得到全景模型。本发明提供的方法通过模型的分类，根据分类进行单体化分割，加载到系统后再进行融合还原的方式，简化了模型的加载过程，可以采用并行加载的方式，提高了加载速度，缩短了系统的响应时长。
Description
技术领域
本发明涉及城市综合运维管理技术领域，特别是涉及CIM平台下海量高精度多源模型加载方法及系统。
背景技术
CIM(City Information Modeling)是城市信息模型的简称，是以建筑信息模型（BIM）为基础，融入地理信息系统（GIS）和物联网系统（LOT）构成的一个整体。CIM是智慧城市和数字城市的最终表现形式。在CIM平台里，地上包括地建筑物（室内、室外）、道路、、河流、桥梁、树木、路灯、红绿灯等所有地地上信息；地下包括燃气管道、供水管道、供热管道、地铁路线等信息；天上包括云层综合而成的信息平台。CIM平台的建立可以为城市管理者、城市规划者提供数据支持。
CIM平台包含大量的信息，这些信息使用模型的方式呈现，包括BIM模型、点云模型、倾斜摄像自动模型等，采用多种模型可以丰富CIM平台的信息量，提供更高的精度，获得更为全面和完整的信息。
CIM平台通过多种来源的模型存储以及展示信息，这些模型利用网络通过各种接口获取，或者存储于系统中，需要的时候调用。无论何形式，均要求CIM平台能够在短时间内快速地调用多种来源的模型，通过模型的融合技术得到全景的信息窗口。故CIM平台如何快速地加载种类多、数量大的高精度模型是提升平台决策响应速度的关键技术点。
发明内容
基于此，有必要针对上述的问题，提供一种CIM平台下海量高精度多源模型加载方法及系统。
本发明实施例是这样实现的，一种CIM平台下海量高精度多源模型加载方法，所述CIM平台下海量高精度多源模型加载方法包括：
获取目标位置的坐标，根据目标位置的坐标确定需要加载的模型；
将需要加载的模型进行分类；
根据需要加载的模型所属的分类，将模型进行分割，得到尺寸与所属分类对应的单体模型；
加载分割得到的单体模型；
将加载得到的单体模型进行拼接重组以还原模型；
以目标位置为中心，将还原得到的模型进行融合处理得到全景模型。
在其中一个实施例中，本发明提供了一种CIM平台下海量高精度多源模型加载系统，所述CIM平台下海量高精度多源模型加载系统包括由若干计算机设备构成的CIM平台，所述CIM平台设置有若干数据接口，所述CIM平台用于执行如本发明所述的CIM平台下海量高精度多源模型加载方法以从所述数据接口加载多源高精度模型。
本发明提供的方法通过目标位置的坐标确定需要加载的模型，实现了针对性的模型加载，减少不必要信息的载入，从而缩短加载时长；同时，本发明通过对需要加载的模型进行标准化的分割，简单了加载单元的信息，可以实现并行加载；加载后通过拼接可以还原模型；最后根据目标位置，可以将还原得到的多个模型进行融合得到以目标位置为中心的全景模型。本发明提供的方法通过模型的分类，根据分类进行单体化分割，加载到系统后再进行融合还原的方式，简化了模型的加载过程，可以采用并行加载的方式，提高了加载速度，缩短了系统的响应时长。
附图说明
图1为一个实施例中CIM平台下海量高精度多源模型加载方法的流程图；
图2为一个实施例中计算机设备的内部结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
可以理解，本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。
如图1所示，在一个实施例中，提出了一种CIM平台下海量高精度多源模型加载方法，具体可以包括以下步骤：
步骤S100，获取目标位置的坐标，根据目标位置的坐标确定需要加载的模型；
步骤S200，将需要加载的模型进行分类；
步骤S300，根据需要加载的模型所属的分类，将模型进行分割，得到尺寸与所属分类对应的单体模型；
步骤S400，加载分割得到的单体模型；
步骤S500，将加载得到的单体模型进行拼接重组以还原模型；
步骤S600，以目标位置为中心，将还原得到的模型进行融合处理得到全景模型。
在本实施例中，目标位置是用户需要了解其当前状态的位置，通过坐标的方式标识，具体可以是某商场、某店铺、某路口等，目标位置的坐标由用户输入，当然，平台也可以接入一些定位程序或者服务，通过输入地点名称的方式得到对应位置的坐标。在本实施例中，目标位置不同则需要加载的模型不同，这里包括模型对象的不同，同时还包括需要加载的模型对象中的具体部分不同。例如一个目标位置，涉及到该位置的有地理模型、建筑模型、气象模型等，各种模型与目标有关的部分的大小各不相同，故需要从这些整体模型上确定出哪些部分需要加载。
在本实施例中，还对需要加载的模型进行了分类，并根据分类对模型进行分割，得到与所属分类尺寸对应的单体模型，这里的单体模型是加载以及计算的最小单元。
在本实施例中，将模型进行分割后，平台将分割后的模型加载到内存中，供处理器调用以及显示，本发明中提及的加载可以是从特定接口加载模型的过程，也可以是指从外部存储加载到内部存储的过程。
在本实施例中，加载后还需要对模型进行拼接重组以还原模型，最后通过模型融合得到以目标位置为中心的全景模型。这里的全景是指基于目标位置的全方向的模型，以目标位置为圆心，沿任意方向均展示出了相应方向的模型信息。
本发明提供的方法通过目标位置的坐标确定需要加载的模型，实现了针对性的模型加载，减少不必要信息的载入，从而缩短加载时长；同时，本发明通过对需要加载的模型进行标准化的分割，简单了加载单元的信息，可以实现并行加载；加载后通过拼接可以还原模型；最后根据目标位置，可以将还原得到的多个模型进行融合得到以目标位置为中心的全景模型。本发明提供的方法通过模型的分类，根据分类进行单体化分割，加载到系统后再进行融合还原的方式，简化了模型的加载过程，可以采用并行加载的方式，提高了加载速度，缩短了系统的响应时长。
作为本发明的一个可选实施例，所述根据目标位置的坐标确定需要加载的模型，包括：
根据目标位置的坐标确定包含目标位置坐标的模型；
以所述目标位置为圆心，以设定半径作球形区域，包含目标位置坐标的模型被球形区域截取得到球域模型；
作所述球形区域的外接正方体，对于不包含目标位置坐标的模型，不包含目标位置坐标的模型被所述外接正方体截取得到外围模型；
分别对所述球域模型以及所述外围模型进行修剪得到需要加载的模型。
在本实施例中，各个模型通过坐标来限定其范围，故通过坐标可以确定包括了目标位置的模型。
在本实施例中，通过作球形区域，可以目标位置为中心截取包括目标位置的模型的部分区域。在本实施例中，球形区域的半径由用户设定，视目标位置的尺寸而定，例如目标位置是路口商铺等，通常球形区域的半径不小于路口、商铺等最大尺寸的10倍，当要对大范围事件进行监测时，可以扩大到100倍。
在本实施例中，对于不包含目标位置坐标的邻近模型，通过球形区域的外接正方体截取。
作为本发明的一个可选实施例，对球域模型进行修剪，包括：
对于每个球域模型，判断与外围模型是否存在相交的区域；
若不存在，作所述球形区域的内接正方体，与外围模型不存在相交区域的球域模型被所述内接正方体截取得到修剪后的球域模型。
在本实施例中，对于多模型，当模型与模型之间不存在相交区域时，需要通过球形区域的内接正方体进行修剪，以进一步减小加载的模型的数据量，而当模型与其它外围模型存在相交区域时，为了避免相交区域被忽略导致无法进行模型的解耦运算，需要保留这些相交区域，故不作处理。在本实施例中，可以理解，通过内接正方体进行修剪，修剪后保留位于内接正方体内的部分。
作为本发明的一个可选实施例，对外围模型进行修剪，包括：
对于每个外围模型，判断与球域模型是否存在相交的区域；
若不存在，与球域模型不存在相交区域的外围模型被所述球形区域截取得到修剪后的外围模型。
在本实施例中，除修剪的范围与上一实施例不同外，其它内容可以参考上一实施。在本实施例，通过球形区域进行修剪，修剪后保留位于球形区域内的部分。
作为本发明的一个可选实施例，所述将需要加载的模型进行分类，包括：
判断各需要加载的模型与所述目标位置距离最近的点所属的区域；
若模型与所述目标位置距离最近的点位于所述球形区域的内接正方体内，则记为一类模型；
若模型与所述目标位置距离最近的点位于所述球形区域内、且位于所述球形区域的内接正方体之外，则记为二类模型；
若模型与所述目标位置距离最近的点位于所述球形区域外、且位于所述球形区域的外接正方体之内，则记为三类模型。
在本实施例中，根据修剪后模型所在区域的不同，将模型进行了分类。
作为本发明的一个可选实施例，所述根据需要加载的模型所属的分类，将模型进行分割，得到尺寸与所属分类对应的单体模型，包括：
根据需要加载的模型所属的分类确定对应单体模型的边长；
根据确定出的单体模型的边长将需要加载的模型划分为正方体单体模型，标记相邻两个单体模型的连接面对以及各个非连接面的朝向；
其中：对于一类模型，边长d1∈（0，
）；对于二类模型，边长d2∈（d1，R）；对于三类模型，边长d3∈（R，2R），其中，R为球形区域的半径。
在本实施例中，通过以上方式，将靠近目标位置的模型划分得更为细致，而远离目标位置的模型划分得略为粗大，可以使靠近目标位置的区域获得更高的精度，减少系统计算类。
作为本发明的一个可选实施例，所述将加载得到的单体模型进行拼接重组以还原模型，包括：
根据标记的单体模型的连接面对将对应单体模型的连接面合并拼接；
根据各个非连接面的朝向调整各个单体模型的朝向。
在本实施例中，连接面对是指模型进行单体划分时，切割得到的两个面，两个面分别位于相邻的两个不同单体模型上。将单体模型加载到系统后，将连接面拼接合并，即可以实现模型单体的还原。每两个单体模型拼接后，通过非连接面的朝向（非连接面为曲面，编码后通过方程式或者向量组的形式表征，故在世界坐标系中，可以唯一确定其朝向；对于曲面编码的方式，即将曲面数字化，可以采用现有技术的任意一种方式实现，本发明实施例对此不作具体限定），可以调整各个单体模型的朝向，从而调整拼接得到的模型的朝向。
作为本发明的一个可选实施例，所述以目标位置为中心，将还原得到的模型进行融合处理得到全景模型，包括：
使包含目标位置的模型的目标位置坐标与设定的原点重合；
使不包含目标位置的模型的虚拟位置坐标与设定的原点重合；
根据相接模型或者相邻模型的朝向调整拼接得到的各个模型的相对朝向。
在本实施例中，对于包含目标位置坐标的模型，使该模型上的目标位置坐标与设定的原点重合（这里的原点为显示中心，代表显示区域中的目标位置），从而实现对中；而对于不包含目标位置坐标的模型，可以由模型上已有的坐标信息，推算出虚拟的目标位置的坐标（实际上，目标位置在该模型上并非不存在，而是在该位置处，该模型不存在数据，故通过线性插值的方式延伸各坐标轴直至目标位置处，同样可以确定目标位置相对于该模型的位置，此属于简单的数学计算，本发明对此不作具体说明），从而实现对中。
在本实施例中，模型还原后，通过调整各个模型的相对朝向可以实现模型的相对位置的再现，调整的方式多种多样，例如通过标记任意两个模型的最近距离，由于各个模型的已经与原点对中，故通过解方程组的方式可以得到任意一个模型的朝向。
在本实施例中，上述方法是作为一种优先实现方式，减小了各个单体模型的信息量，对于数据量要求不高时，还可以为每个单体模型赋予方位信息，从而通过连接面可以唯一确定各个单体模型的朝向，减少还原过程的计算量，但这种方式无疑会增加加载过程的数据量，降低加载速度。
作为本发明的一个可选实施例，所述加载分割得到的单体模型，包括：
读取各个单体模型；
以平面编码各个单体模型的连接面，以曲面编码各个单体模型的非连接面；
加载编码结果；
由编码结果还原单体模型。
在本实施例中，将曲线进行编码的方式多种多样，可以通过掠扫的方式，以一个面平移扫过曲面，可以得到平面的平移距离与曲面各点高度的对应关系，从而将模型曲面数字化编码，通过调整平面掠扫的步距，可以调节编码精度，从而控制数据量的大小。还原过程是反向计算，本发明实现例对此不作进一步限定。
本发明实施例还一种CIM平台下海量高精度多源模型加载系统，所述CIM平台下海量高精度多源模型加载系统包括由若干计算机设备构成的CIM平台，所述CIM平台设置有若干数据接口，所述CIM平台用于执行如本发明任意一个实施例所述的CIM平台下海量高精度多源模型加载方法以从所述数据接口加载多源高精度模型。
在本实施例中，CIM平台由多台计算机设备组建而成，这些计算机设备可以分别执行存储、运算、显示等任务，计算机设备之间通过数据线实现数据的调用或者指令的传递，其中，至少一台计算机设备通过数据接口与网络或者外部设备连接，用于下载多源高精度模型，从在CIM平台下构建目标位置的全景模型。
本发明提供的系统通过目标位置的坐标确定需要加载的模型，实现了针对性的模型加载，减少不必要信息的载入，从而缩短加载时长；同时，本发明通过对需要加载的模型进行标准化的分割，简单了加载单元的信息，可以实现并行加载；加载后通过拼接可以还原模型；最后根据目标位置，可以将还原得到的多个模型进行融合得到以目标位置为中心的全景模型。本发明提供的方法通过模型的分类，根据分类进行单体化分割，加载到系统后再进行融合还原的方式，简化了模型的加载过程，可以采用并行加载的方式，提高了加载速度，缩短了系统的响应时长。
图2示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。如图2所示，该计算机设备包括该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、输入装置和显示屏。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现本发明实施例提供的CIM平台下海量高精度多源模型加载方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行本发明实施例提供的CIM平台下海量高精度多源模型加载方法。计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图2中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提出了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取目标位置的坐标，根据目标位置的坐标确定需要加载的模型；
将需要加载的模型进行分类；
根据需要加载的模型所属的分类，将模型进行分割，得到尺寸与所属分类对应的单体模型；
加载分割得到的单体模型；
将加载得到的单体模型进行拼接重组以还原模型；
以目标位置为中心，将还原得到的模型进行融合处理得到全景模型。
在一个实施例中，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：
获取目标位置的坐标，根据目标位置的坐标确定需要加载的模型；
将需要加载的模型进行分类；
根据需要加载的模型所属的分类，将模型进行分割，得到尺寸与所属分类对应的单体模型；
加载分割得到的单体模型；
将加载得到的单体模型进行拼接重组以还原模型；
以目标位置为中心，将还原得到的模型进行融合处理得到全景模型。
应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种CIM平台下海量高精度多源模型加载方法，其特征在于，所述CIM平台下海量高精度多源模型加载方法包括：
获取目标位置的坐标，根据目标位置的坐标确定需要加载的模型；
将需要加载的模型进行分类；
根据需要加载的模型所属的分类，将模型进行分割，得到尺寸与所属分类对应的单体模型；
加载分割得到的单体模型；
将加载得到的单体模型进行拼接重组以还原模型；
以目标位置为中心，将还原得到的模型进行融合处理得到全景模型；
所述根据目标位置的坐标确定需要加载的模型，包括：
根据目标位置的坐标确定包含目标位置坐标的模型；
以所述目标位置为圆心，以设定半径作球形区域，包含目标位置坐标的模型被球形区域截取得到球域模型；
作所述球形区域的外接正方体，对于不包含目标位置坐标的模型，不包含目标位置坐标的模型被所述外接正方体截取得到外围模型；
分别对所述球域模型以及所述外围模型进行修剪得到需要加载的模型。
2.根据权利要求1所述的CIM平台下海量高精度多源模型加载方法，其特征在于，对球域模型进行修剪，包括：
对于每个球域模型，判断与外围模型是否存在相交的区域；
若不存在，作所述球形区域的内接正方体，与外围模型不存在相交区域的球域模型被所述内接正方体截取得到修剪后的球域模型。
3.根据权利要求1所述的CIM平台下海量高精度多源模型加载方法，其特征在于，对外围模型进行修剪，包括：
对于每个外围模型，判断与球域模型是否存在相交的区域；
若不存在，与球域模型不存在相交区域的外围模型被所述球形区域截取得到修剪后的外围模型。
4.根据权利要求1所述的CIM平台下海量高精度多源模型加载方法，其特征在于，所述将需要加载的模型进行分类，包括：
判断各需要加载的模型与所述目标位置距离最近的点所属的区域；
若模型与所述目标位置距离最近的点位于所述球形区域的内接正方体内，则记为一类模型；
若模型与所述目标位置距离最近的点位于所述球形区域内、且位于所述球形区域的内接正方体之外，则记为二类模型；
若模型与所述目标位置距离最近的点位于所述球形区域外、且位于所述球形区域的外接正方体之内，则记为三类模型。
5.根据权利要求4所述的CIM平台下海量高精度多源模型加载方法，其特征在于，所述根据需要加载的模型所属的分类，将模型进行分割，得到尺寸与所属分类对应的单体模型，包括：
根据需要加载的模型所属的分类确定对应单体模型的边长；
根据确定出的单体模型的边长将需要加载的模型划分为正方体单体模型，标记相邻两个单体模型的连接面对以及各个非连接面的朝向；
其中：对于一类模型，边长d1∈（0，
）；对于二类模型，边长d2∈（d1，R）；对于三类模型，边长d3∈（R，2R），其中，R为球形区域的半径。
6.根据权利要求5所述的CIM平台下海量高精度多源模型加载方法，其特征在于，所述将加载得到的单体模型进行拼接重组以还原模型，包括：
根据标记的单体模型的连接面对将对应单体模型的连接面合并拼接；
根据各个非连接面的朝向调整各个单体模型的朝向。
7.根据权利要求6所述的CIM平台下海量高精度多源模型加载方法，其特征在于，所述以目标位置为中心，将还原得到的模型进行融合处理得到全景模型，包括：
使包含目标位置的模型的目标位置坐标与设定的原点重合；
使不包含目标位置的模型的虚拟位置坐标与设定的原点重合；
根据相接模型或者相邻模型的朝向调整拼接得到的各个模型的相对朝向。
8.根据权利要求1所述的CIM平台下海量高精度多源模型加载方法，其特征在于，所述加载分割得到的单体模型，包括：
读取各个单体模型；
以平面编码各个单体模型的连接面，以曲面编码各个单体模型的非连接面；
加载编码结果；
由编码结果还原单体模型。
9.一种CIM平台下海量高精度多源模型加载系统，其特征在于，所述CIM平台下海量高精度多源模型加载系统包括由若干计算机设备构成的CIM平台，所述CIM平台设置有若干数据接口，所述CIM平台用于执行如权利要求1-8任意一项所述的CIM平台下海量高精度多源模型加载方法以从所述数据接口加载多源高精度模型。
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