CN115222908B - 一种数字孪生中三维道路自动化构建方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种数字孪生中三维道路自动化构建方法及系统。所述方法包括：启动程序，读取二维道路中心线矢量数据；根据道路中心线的交叉点，生成道路交叉口模型，然后生成对应的斑马线及地面导向箭头模型；对道路中心线逐条使用缓冲算法生成道路面模型，并与已经生成的道路面模型和交叉口模型做裁剪，消除重叠面；对道路面模型基于对应的道路中心线计算纹理坐标，完成自动贴图；对三维道路模型与地形三角网做裁剪与重构，实现完全贴地；处理完毕，退出程序。本发明基于二维矢量数据自动建模，对数据要求低，建模过程无需人工干预，建模速度快，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种数字孪生中三维道路自动化构建方法。
背景技术
地理信息系统(GIS)与数字孪生的结合热度与日俱增，传统的地理信息系统有着专业的空间地理数据管理能力，然而传统的地理信息系统在数据展示上基本是2D或者2.5D展示，其对数据的渲染能力比较差，与数字孪生结合后，地理信息系统数据基础由二维数据转变为三维模型数据，如何从传统的地理数据产品得到三维模型数据是一个亟待解决的问题。
对于城市级的地理信息系统，三维道路模型是不可或缺的，目前的三维道路建模方式主要分为两种：
1、人工建模，通过卫星影像、航拍照片或街景照片等数据在专业的三维建模软件中手工绘制三维道路模型。然而人工建模的缺点非常明显，生产效率低下，对于城市级的三维道路建模需要耗费大量人力物力。
2、自动建模，通过相机、雷达等专业设备对建模区域实地扫描采集道路数据，通过采集的数据自动建模。然而常用的自动建模方法需要使用相机、雷达等专业设备前期投入，逐道路采集数据，然后才能做自动化建模，专业相机、雷达等设备价格高昂，城市级道路采集也需要投入大量人力，虽然可以获得精度较高的道路模型，但是建模周期长，建模成本高，并且有些建模装置只能实现道路面和道路车道线的建模，不支持纹理展示。
因此，无论是人工还是自动建模，都很难处理三维道路模型与系统中地形三角网的匹配问题，如果遇到地形起伏，常常会出现道路面被地面遮挡或者飘浮在地面之上的现象，虽然在三维渲染上进行优化，但这种方式并未真正解决问题而且增加了渲染负担。
发明内容
本发明提供了一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，包括：
启动程序，读取二维道路中心线矢量数据；
决定是否生成道路注记，如果是，则读取道路名称属性并生成道路注记模型，否则不处理；
根据道路中心线的交叉点，生成道路交叉口模型，然后生成对应的斑马线及地面导向箭头模型；
对道路中心线逐条使用缓冲算法生成道路面模型，并与已经生成的道路面模型和交叉口模型做裁剪，消除重叠面；
对道路面模型基于对应的道路中心线计算纹理坐标，完成自动贴图；
对三维道路模型与地形三角网做裁剪与重构，实现完全贴地；
处理完毕，退出程序。
如上所述的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，其中，二维道路中心线矢量数据可以使用公开数据或者由人工在卫星影像上绘制，绘制时记录每条道路的宽度、车道数、道路名称信息。
如上所述的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，其中，生成道路注记模型，具体包括如下子步骤：
从二维道路中心线矢量数据中读取所有的道路名称，将名称文字输出到一张图片中；
将所有生成的道路名称图片合并为一张大图片，合并时采用逐张合并的方式，如果当前已合并的图片宽度大于高度，则纵向合并，反之横向合并；
限制合并图片的尺寸，超过限制的应对图片进行等比缩小，然后记录每条道路名称对应的图片在合并图片中的位置；
根据道路中心线在道路上生成矩形三角网，并根据对应文字在合并图片上的位置计算出纹理坐标，生成道路注记模型。
如上所述的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，其中，生成道路交叉口模型，具体包括如下子步骤：
计算每个路口与正北方向的夹角，根据夹角大小对各路口做逆时针排序；
依次对各路口的中心线按路宽做缓冲，计算相邻两个路口边线的交点，并在各路口缓冲区边线上2倍路宽的位置取控制点；
根据相邻两路口的缓冲边交点及各自的控制点计算贝塞尔曲线，依次连接控制点和贝塞尔曲线，得到交叉口平面。
如上所述的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，其中，对每条道路中心线建模，根据宽度属性将线要素缓冲为面要素。
如上所述的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，其中，裁剪消除重叠面，具体包括如下子步骤：
将所有交叉口建模，建模成果存储为一个面图层；
读取第一条道路中心线，缓冲为面，与交叉口面图层做裁剪，裁剪掉当前面与交叉口图层重叠的部分，将裁剪后的结果存储为道路面图层；
读取下一条道路中心线，缓冲为面，先与已经存储的道路面图层做裁剪，然后与交叉口面图层做裁剪，将裁剪后的结果存储到道路面图层，重复操作直到所有道路中心线处理完毕。
如上所述的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，其中，基于道路中心线计算纹理坐标，具体包括如下子步骤：
将道路中心线两端各延长一段距离，保证道路面的所有顶点都能投影到道路中心线上；
遍历道路面上的所有顶点，将顶点投影到道路中心线上，假设投影点距离中心线起点的线上距离为d，道路宽度为w，那么纹理坐标为：
其中，根据车道数的不同需要选择对应的纹理块，当点在中心线的左侧时，v设置为0、0.25、0.5或者0.75，点在中心线右侧时，v设置为0.25、0.5、0.75或者1.0。
如上所述的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，其中，道路贴地处理，具体包括如下子步骤：
历道路模型的三角网，对每个三角网执行以下操作；
从地形三角网中筛选出与当前道路三角面相交的三角网；
用当前道路三角面对筛选出的地形三角网做裁剪，将裁剪结果替换当前的道路三角面，即用地形三角网对当前道路三角面完成三角剖分；
重新计算被裁剪后的道路三角面的纹理坐标，根据原三角面的三个顶点的纹理坐标来做纹理插值，计算出新的顶点纹理坐标。
如上所述的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，其中，计算新的顶点纹理坐标的具体计算方法为：
假设原三角面的三个顶点为p1，p2，p3，对应的纹理坐标分别为texcoord1，texcoord2，texcoord3，则对于任意一个新的顶点pn，纹理坐标texcoordn有：
texcoordnx＝texcoord1x*c1+texcoord2x*c2+texcoord3x*(1-c1-c2)
texcoordny＝texcoord1y*c1+texcoord2y*c2+texcoord3y*(1-c1-c2)
其中，(texcoordnx,texcoordny)为顶点pn的纹理坐标；(texcoord1x,texcoord1y)为顶点p1的纹理坐标，(texcoord2x,texcoord2y)为顶点p2的纹理坐标，(texcoord3x,texcoord3y)为顶点p3的纹理坐标；
(Pnx,Pny)为顶点pn的顶点坐标，(P1x,P1y)为顶点p1的顶点坐标，(P2x,P2y)为顶点p2的顶点坐标，(P3x,P3y)为顶点p3的顶点坐标；
如果p1x＝p3x，则
否则
本发明还提供一种数字孪生中三维道路自动化构建系统，其特征在于，所述系统执行上述任一项所述的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法。
本发明实现的有益效果如下：
(1)只需二维道路中心线矢量数据就能完成建模，无需使用相机、雷达等专业设备采集数据，基于二维矢量数据自动建模，对数据要求低，建模过程无需人工干预，建模速度快，成本低。
(2)除了道路面建模，还能对交叉口、斑马线、地面导向箭头、注记等要素做全自动建模，并且实现自动纹理贴图，建模速度快，并解决三维道路模型的重叠冲突和与地形不贴合问题，大大降低城市级三维道路建模成本，提高建模效率。
(3)对重叠三角网做裁剪，物理上消除了因三角网重叠导致的显示冲突问题。
(4)实现自动纹理贴图以及道路附属物如交叉口、斑马线、地面导向箭头和注记的自动化建模，道路模型更加写实、美观。
(5)三维道路面在物理上与地形匹配，无需在渲染上做特殊处理，即可实现道路与地形的完美贴合。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法流程图；
图2是道路中心交叉点示意图；
图3是交叉口建模原理图；
图4是得到的交叉口平面图；
图5是斑马线建模示意图；
图6是导向箭头建模示意图；
图7是线缓冲为面示意图；
图8是分车道的道路纹理示意图；
图9是纹理坐标计算示意图；
图10是纹理“拉花”现象示意图；
图11是消除纹理“拉花”现象示意图；
图12是道路贴地处理示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，本发明实施例一提供一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，基于采集的城市级道路中心线矢量数据做自动建模，快速从二维矢量数据获得三维道路模型，所述方法具体包括：
步骤110、启动程序，读取二维道路中心线矢量数据；
二维道路中心线矢量数据可以使用公开数据或者由人工在卫星影像上绘制，绘制时记录每条道路的宽度、车道数、道路名称等信息，例如，表1为绘制的道路中心线属性表：
| FID | shape | 道路名称 | 道路等级 | width | lane |
| 0 | 折线 | A | 主干道 | 9.403373 | 8 |
| 1 | 折线 | B | 支路 | 13.004008 | 4 |
| 2 | 折线 | C | 次干道 | 16.710406 | 4 |
| 3 | 折线 | D | 街坊路 | 11.428138 | 2 |
表1
步骤120、决定是否生成道路注记，如果是，则读取道路名称属性并生成道路注记模型，再执行步骤130，否则不处理直接执行步骤130；
在三维道路建模中，道路名称模型作为道路的附属模型，可以在三维场景中标识出道路名称，本建模方案可实现道路名称的自动建模，具体实现步骤如下：
步骤121、从二维道路中心线矢量数据中读取所有的道路名称，将名称文字输出到一张图片中；
假设每个文字占用64*64个像素，则名称文字输出的图片高度为64，图片宽度为64*n，n为字符个数；
步骤122、将所有生成的道路名称图片合并为一张大图片，合并时采用逐张合并的方式，如果当前已合并的图片宽度大于高度，则纵向合并，反之横向合并；
步骤123、限制合并图片的尺寸，例如最大不超过8192*8192，超过限制的应对图片进行等比缩小，然后记录每条道路名称对应的图片在合并图片中的位置；
步骤124、根据道路中心线在道路上生成矩形三角网，并根据对应文字在合并图片上的位置计算出纹理坐标，生成道路注记模型。
返回参见图1，步骤130、根据道路中心线的交叉点，生成道路交叉口模型，然后生成对应的斑马线及地面导向箭头模型；
本申请实施例的三维道路自动化构建方法，能够根据道路中心线的交点确定交叉口位置，对路口按与正北方向的角度排序，构建道路交叉口三角网，能够快速对三岔口、十字路口及多路口建模，并且自动生成斑马线及地面导向箭头。
具体地，提取出所有道路中心线的交叉点，每个交叉点对应一个交叉口，如图2所示的道路中心交叉点。对于有两条以上道路连接的交叉口，需要构建交叉口模型，图3为交叉口建模原理图，图4为得到的交叉口平面图。道路交叉口模型具体包括如下子步骤：
步骤131、计算每个路口与正北方向的夹角，根据夹角大小对各路口做逆时针排序；
步骤132、依次对各路口的中心线按路宽做缓冲，计算相邻两个路口边线的交点，并在各路口缓冲区边线上2倍路宽的位置取控制点；
步骤133、根据相邻两路口的缓冲边交点及各自的控制点计算贝塞尔曲线，依次连接控制点和贝塞尔曲线，得到交叉口平面。
在道路交叉口的路口处通常会有行人斑马线，车道内会有地面机动车导向箭头要素。斑马线建模方式是基于交叉口模型的每个路口，向外扩展一个矩形区域，如图5所示，在斑马线矩形平面上贴上斑马线纹理即可。
导向箭头建模方式是基于斑马线平面模型，构建好斑马线平面模型后，根据车道数量与道路方向，在车道内基于斑马线向外延申，得到一个预设尺寸的导向箭头矩形区域，如图6所示，在此矩形平面上贴上导向箭头纹理即实现了导向箭头的建模。
返回参见图1，步骤140、对道路中心线逐条使用缓冲算法生成道路面模型，并与已经生成的道路面模型和交叉口模型做裁剪，消除重叠面；
如图7所示，对每条道路中心线建模，根据宽度属性将线要素缓冲为面要素。由于道路中心线缓冲得到的面在交叉处会产生重叠，交叉口构建的平面模型与道路面也会出现重叠，重叠部分在三维显示时会发生闪烁冲突，为了解决重叠冲突问题，需要对重叠三角网做物理裁剪，规避了三维渲染中重叠面的深度冲突问题，具体操作步骤如下：
步骤141、将所有交叉口建模，建模成果存储为一个面图层；
步骤142、读取第一条道路中心线，缓冲为面，与交叉口面图层做裁剪，裁剪掉当前面与交叉口图层重叠的部分，将裁剪后的结果存储为道路面图层；
步骤143、读取下一条道路中心线，缓冲为面，先与已经存储的道路面图层做裁剪，然后与交叉口面图层做裁剪，将裁剪后的结果存储到道路面图层，重复操作直到所有道路中心线处理完毕。
本申请实施例按照以上流程处理后得到道路面图层，其中所有道路面都不存在重叠问题。
返回参见图1，步骤150、对道路面模型基于对应的道路中心线计算纹理坐标，完成自动贴图；
在道路面几何图形创建完毕后，还需要进行纹理贴图。为了减少道路模型复杂度又能达到车道区分的目的，在道路纹理上设计车道，并且将多种车道纹理合并在一张纹理上，提高模型渲染性能。如图8所示，单向1车道、双向2车道、双向4车道和双向8车道合并在一张纹理中，纹理尺寸为4096*4096，其中每一类纹理尺寸为1024*4096。
图9为纹理坐标计算示意图，通过基于中心线距离的纹理坐标计算方法，对任意形状的多边形都能正确计算纹理坐标，因此在重叠面裁剪后，保证裁剪结果都能贴上正确的纹理。多种纹理横向合并在一张纹理中，纵向采取平铺方式，既满足了道路纹理重复贴图需求，又减少了纹理数量，提升三维渲染性能。具体地，基于道路中心线计算纹理坐标，具体包括如下子步骤：
步骤151、将道路中心线两端各延长一段距离，保证道路面的所有顶点都能投影到道路中心线上；
步骤152、遍历道路面上的所有顶点，将顶点投影到道路中心线上，假设投影点距离中心线起点的线上距离为d，道路宽度为w，那么纹理坐标为：
其中，根据车道数的不同需要选择对应的纹理块，当点在中心线的左侧时，v可能为0、0.25、0.5或者0.75，点在中心线右侧时，v可能为0.25、0.5、0.75或者1.0。
有一种特殊情况，在中心线拐角处，当两个或多个点在中心线上的投影点相同或相近时，会出现纹理“拉花”现象，即两点之间的纹理坐标差值较小而位置坐标差值较大，如图10所示。解决这个问题的方式是增大两点的纹理坐标差值，取前后各一个纹理坐标正常的顶点，根据顶点的距离对纹理坐标插值，那么原本两个纹理坐标相同的顶点会因为位置上的差异重新计算得到不同的纹理坐标，解决纹理“拉花”的问题。
假设道路面同侧相邻两点为p1和p2，两点的纹理坐标相同，均为texcoord0，此时p1和p2两点之间纹理会出现“拉花”现象，此时取p1前一个顶点ppre和p2后一个顶点ppost，并且ppre和p1、ppost和p2纹理坐标不相同(如果相同可顺序取其他点，直到纹理坐标不相同)，纹理坐标分别为texcoordPre和texcoordPost，那么ppre和p1的距离D1,p1和p2的距离D2以及p2和ppost的距离D3分别为：
其中，(p1.x,p1.y)为顶点p1的顶点坐标，(p2.x,p2.y)为顶点p2的顶点坐标，(ppre.x,ppre.y)为顶点p1的前一个顶点ppre的顶点坐标，(ppost.x,ppost.y)为顶点p1的后一个顶点ppost的顶点坐标。
p1的纹理坐标为：
p2的纹理坐标为：
其中，(texcoord1.x,texcoord1.y)为顶点p1的纹理坐标，(texcoord2.x,texcoord2.y)为顶点p2的纹理坐标，(texcoordPre.x,texcoordPre.y)为的前一个顶点ppre的纹理坐标，(texcoordPost.x,texcoordPost.y)为顶点p1的后一个顶点ppost纹理坐标。
因为D1、D2、D3不为0，所以texcoord1和texcoord2不相等，解决纹理“拉花”问题，图11为消除纹理“拉花”现象后的道路图。
返回参见图1，步骤160、对三维道路模型与地形三角网做裁剪与重构，实现完全贴地；
虽然是三维道路建模，但因为没有考虑道路的高程信息，所以目前为止只实现了二维建模，实际的城市地面是有地形起伏的，会出现局部道路隐藏在地形之下，同时局部道路又会悬空在地形之上，因此道路三维建模的关键环节之一就是贴地处理。道路模型贴合地形网格的关键处理就是三角网裁剪和纹理插值，对带纹理的三维道路模型成果进行贴地处理，裁剪地形三角网并重构三角网，然后采用纹理插值的方式重新计算顶点纹理坐标。三维道路模型与地形在物理上完全贴合，从根本上解决了道路与地形贴合的问题，不需要再从渲染上去优化。
图12为道路贴地处理示意图，道路贴地处理具体实现步骤如下：
步骤161、历道路模型的三角网，对每个三角网执行以下操作；
步骤162、从地形三角网中筛选出与当前道路三角面相交的三角网；
步骤163、用当前道路三角面对筛选出的地形三角网做裁剪，将裁剪结果替换当前的道路三角面，即用地形三角网对当前道路三角面完成三角剖分；
步骤164、重新计算被裁剪后的道路三角面的纹理坐标，根据原三角面的三个顶点的纹理坐标来做纹理插值，计算出新的顶点纹理坐标；
计算新的顶点纹理坐标的具体计算方法为：
假设原三角面的三个顶点为p1，p2，p3，对应的纹理坐标分别为texcoord1，texcoord2，texcoord3，则对于任意一个新的顶点px，有：
(Pnx,Pny)为顶点pn的顶点坐标，(P1x,P1y)为顶点p1的顶点坐标，(P2x,P2y)为顶点p2的顶点坐标，(P3x,P3y)为顶点p3的顶点坐标；
如果p1x＝p3x，则
否则
对纹理坐标texcoordn有：
texcoordnx＝texcoord1x*c1+texcoord2x*c2+texcoord3x*(1-c1-c2)
texcoordny＝texcoord1y*c1+texcoord2y*c2+texcoord3y*(1-c1-c2)
其中，(texcoordnx,texcoordny)为顶点pn的纹理坐标；(texcoord1x,texcoord1y)为顶点p1的纹理坐标，(texcoord2x,texcoord2y)为顶点p2的纹理坐标，(texcoord3x,texcoord3y)为顶点p3的纹理坐标；
完成当前道路三角面的贴地处理，继续执行步骤161。
本申请实施例中，道路模型(包括道路面、交叉口、斑马线和道路导向箭头、道路注记等)经过贴地处理后能够与任何复杂的地形三角网保持100％的贴合。
步骤170、处理完毕，退出程序；
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，其特征在于，包括：
启动程序，读取二维道路中心线矢量数据；
决定是否生成道路注记，如果是，则读取道路名称属性并生成道路注记模型，否则不处理；
根据道路中心线的交叉点，生成道路交叉口模型，然后生成对应的斑马线及地面导向箭头模型；
对道路中心线逐条使用缓冲算法生成道路面模型，并与已经生成的道路面模型和交叉口模型做裁剪，消除重叠面；
对道路面模型基于对应的道路中心线计算纹理坐标，完成自动贴图；
对三维道路模型与地形三角网做裁剪与重构，实现完全贴地；
处理完毕，退出程序；
其中，对三维道路模型与地形三角网做裁剪与重构的方法包括：
利用三维道路模型与地形三角网进行裁剪重构，并利用原三角面顶点坐标和纹理坐标，重新计算新的纹理坐标，来实现道路贴地处理，使三维道路模型与地形完全贴合；
其中，道路贴地处理，具体包括如下子步骤：
遍历道路模型的三角网，对每个三角网执行以下操作；
从地形三角网中筛选出与当前道路三角面相交的三角网；
用当前道路三角面对筛选出的地形三角网做裁剪，将裁剪结果替换当前的道路三角面，即用地形三角网对当前道路三角面完成三角剖分；
重新计算被裁剪后的道路三角面的纹理坐标，根据原三角面的三个顶点的纹理坐标来做纹理插值，计算出新的顶点纹理坐标；
计算新的顶点纹理坐标的具体计算方法为：
假设原三角面的三个顶点为p1，p2，p3，对应的纹理坐标分别为texcoord1，texcoord2，texcoord3，则对于任意一个新的顶点pn，纹理坐标texcoordn有：
texcoordnx＝texcoord1x*c1+texcoord2x*c2+texcoord3x*(1-c1-c2)
texcoordny＝texcoord1y*c1+texcoord2y*c2+texcoord3y*(1-c1-c2)
其中，(texcoordnx,texcoordny)为顶点pn的纹理坐标；(texcoord1x,texcoord1y)为顶点p1的纹理坐标，(texcoord2x,texcoord2y)为顶点p2的纹理坐标，(texcoord3x,texcoord3y)为顶点p3的纹理坐标；
(Pnx,Pny)为顶点pn的顶点坐标，(P1x,P1y)为顶点p1的顶点坐标，(P2x,P2y)为顶点p2的顶点坐标，(P3x,P3y)为顶点p3的顶点坐标；
如果p1x＝p3x，则
否则
2.如权利要求1所述的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，其特征在于，二维道路中心线矢量数据可以使用公开数据或者由人工在卫星影像上绘制，绘制时记录每条道路的宽度、车道数、道路名称信息。
3.如权利要求1所述的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，其特征在于，生成道路注记模型，具体包括如下子步骤：
从二维道路中心线矢量数据中读取所有的道路名称，将名称文字输出到一张图片中；
将所有生成的道路名称图片合并为一张大图片，合并时采用逐张合并的方式，如果当前已合并的图片宽度大于高度，则纵向合并，反之横向合并；
限制合并图片的尺寸，超过限制的应对图片进行等比缩小，然后记录每条道路名称对应的图片在合并图片中的位置；
根据道路中心线在道路上生成矩形三角网，并根据对应文字在合并图片上的位置计算出纹理坐标，生成道路注记模型。
4.如权利要求1所述的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，其特征在于，生成道路交叉口模型，具体包括如下子步骤：
计算每个路口与正北方向的夹角，根据夹角大小对各路口做逆时针排序；
依次对各路口的中心线按路宽做缓冲，计算相邻两个路口边线的交点，并在各路口缓冲区边线上2倍路宽的位置取控制点；
根据相邻两路口的缓冲边交点及各自的控制点计算贝塞尔曲线，依次连接控制点和贝塞尔曲线，得到交叉口平面。
5.如权利要求1所述的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，其特征在于，对每条道路中心线建模，根据宽度属性将线要素缓冲为面要素。
6.如权利要求1所述的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，其特征在于，裁剪消除重叠面，具体包括如下子步骤：
将所有交叉口建模，建模成果存储为一个面图层；
读取第一条道路中心线，缓冲为面，与交叉口面图层做裁剪，裁剪掉当前面与交叉口图层重叠的部分，将裁剪后的结果存储为道路面图层；
读取下一条道路中心线，缓冲为面，先与已经存储的道路面图层做裁剪，然后与交叉口面图层做裁剪，将裁剪后的结果存储到道路面图层，重复操作直到所有道路中心线处理完毕。
7.如权利要求1所述的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法，其特征在于，基于道路中心线计算纹理坐标，具体包括如下子步骤：
将道路中心线两端各延长一段距离，保证道路面的所有顶点都能投影到道路中心线上；
遍历道路面上的所有顶点，将顶点投影到道路中心线上，假设投影点距离中心线起点的线上距离为d，道路宽度为w，那么纹理坐标为：
其中，根据车道数的不同需要选择对应的纹理块，当点在中心线的左侧时，v设置为0、0.25、0.5或者0.75，点在中心线右侧时，v设置为0.25、0.5、0.75或者1.0。
8.一种数字孪生中三维道路自动化构建系统，其特征在于，所述系统执行如权利要求1-7任一项所述的一种数字孪生中三维道路自动化构建方法。
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