[發明專利]三維地理信息場景中空間地物模型顯示控制方法

無效

• 申請號: 200910236513.1
• 申請日: 2009-10-23
• 公開（公告）號: CN101699519A
• 公開（公告）日: 2010-04-28
• 發明（設計）人: 翁敬農;楊雪;王洋;胡斌;呂經緯
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06T17/40
• 分類號: G06T17/40;G06T15/00;G06T15/70
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明屬于空間信息技術領域，涉及三維地理信息環境中，觀察地物模型的固定視角控制與顯示方法。

背景技術

現有三維數據地球可視化領域中，如Skyline、Google?Earth等均已具有三維模型的任意視角瀏覽功能，可通過鼠標左右鍵及滾輪拖動場景并變換觀察角度，對三維模型進行多角度觀察。但是對于公眾用戶，這種操作是完全自由度的視角控制，無法停留鎖定，對于特定視角的觀察不能夠準確定位，而且容易丟失觀察焦點(即視線與三維地物模型沒有交點)，這就導致被觀察物容易脫離視線范圍，給用戶觀察帶來不便。

發明內容

本發明為了解決地物場景模型觀察中存在的丟失焦點、觀察不準確的問題，提出了一種三維地理信息場景中空間地物模型顯示控制方法，該方法通過指定一些視角，在控制視角下進行三維模型顯示，使得三維模型的觀察過程可控、易操作，觀察結果確定度高。使三維地理信息系統的操控更符合人機交互原理。

本發明提供的三維地理信息場景中空間地物模型顯示控制方法，通過如下步驟實現：

步驟一、確定三維地物目標；

將對地物目標的觀察抽象為camera對目標點B點的觀察，B點是camera中心C與地物模型上表面中心點A’連線的延長線與地平面交點；

步驟二、確定目標點的經緯度；

根據地物模型、目標點B點與地面之間的幾何關系，得到B點的實際經度B1：

Δlat/(S*Cosβ)＝θ/I???????????(4)

B1＝A1+Δlat???????????(5)

其中Δlat為地物模型地面中心A點與B點的經度差；S是A、B兩點的球面弧長；A1為A點緯度；β為camera的平視轉角；

同理可求B點的緯度B2；

步驟三、選定既定視角；

選擇17種固定觀察角度，具體如下：

(1)頂視1個角度：目標點B點緯度為A1，A2，α為0度；

(2)平視8個角度：目標點B點經度B1，緯度B2，α為80度，依據camera的平視轉角β，平均分為前、后、左、右、左前、右前、左后、右后八個角度；

(3)45度斜俯視8個角度：目標點B點經度為B1，B2，α為45度，依據不同的camera的平視轉角β，分前、后、左、右、左前、右前、左后、右后八個角度。

步驟四、顯示三維地物模型；

依據地物模型的長寬高計算出滿足條件的camera高度H和camera半徑，按照每種固定觀察角度的五個參數，進行模型加載，模擬出固定視角下的三維建筑形態。

本發明的優點在于：

(1)三維模型的觀察控制確定度高，人機交互簡單。

(2)設置17種固定觀察角度，對三維模型的觀察符合人的認知習慣。

(3)觀察結果確定性高，觀察結果呈現穩定。

(4)能實現全覆蓋觀察，不存在視線死角，本方法確定角度的頂點觀測法，不會出現camera中線和地物模型沒有交點的狀態，即不會丟失觀察焦點。

附圖說明

圖1是發明方法流程圖；

圖2是觀察者與地物模型位置關系平地示意圖；

圖3是觀察者與地物模型位置關系球面示意圖；

圖4是camera對三維建筑地平面內轉角俯視示意圖；

圖5是計算AB弧長示意圖；

圖6是對A點經度做微分示意圖；

圖7是平視角度視距控制示意圖；

圖8是頂視角度軸側圖；

圖9是平視8個角度的軸側圖；

圖10是平視8個角度的俯視圖；

圖11是斜45度俯視8個角度的軸側圖；

圖12是斜45度俯視8個角度的俯視圖；

圖13是斜45度俯視8個角度的側視圖；

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明提供的三維地理信息場景中空間地物模型顯示控制方法進行詳細說明。

本發明提供的空間地物模型顯示控制方法流程如圖1所示，具體步驟如下：

步驟一、確定三維地物目標；

在三維地理信息系統中，按橢球體構建地球模型，假設通過懸于空中的camera(代表觀察者)進行三維觀察。