[發明專利]一種三維地形建模方法及系統

有效

• 申請號: 200910244296.0
• 申請日: 2009-12-30
• 公開（公告）號: CN102117497A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 胡守剛
• 申請（專利權）人: 新奧特（北京）視頻技術有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 蘇培華

技術領域

本發明涉及GIS技術領域，特別是涉及一種三維地形建模方法及系統。

背景技術

GIS即地理信息系統(Geographic?Information?System)，是一種基于計算機的工具，它可以對地球上存在的東西和發生的事件進行成圖和分析。GIS技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作(例如查詢和統計分析等)集成在一起。這種能力使GIS與其他信息系統相區別，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業單位中解釋事件、預測結果、規劃戰略等中具有實用價值。地理信息系統廣泛應用于資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。

GIS中常使用三維建模技術。三維模型是物體的三維多邊形表示，通常用計算機或者其它視頻設備進行顯示。顯示的物體是可以是現實世界的實體，也可以是虛構的東西，既可以小到原子，也可以大到很大的尺寸。任何物理自然界存在的東西都可以用三維模型表示。三維模型廣泛用于任何使用三維圖形的地方，如用于油田開發、地質研究等多個領域的地理信息數據處理中。

三維建模的方法有多種，常見的生成三維地形的方法是使用圖像處理。但是，使用圖像處理來實現三維地形，需要自己構建光照模型，因此需要計算大量的光照，影響了系統效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種三維地形建模方法及系統，以解決自己構建光照模型影響系統效率的問題。

為了解決上述問題，本發明公開了一種三維地形建模方法，包括：

讀取高度數據；

將高度數據轉換為三維空間坐標，建立三維模型；

計算所述三維模型中每個頂點的顏色信息和法向量；

對所述三維模型進行渲染。

優選的，所述方法還包括：

將紋理數據映射到所述三維模型的渲染結果上，并輸出顯示。

優選的，使用D3D建立三維模型，并在建模過程中使用D3D提供的緩沖存儲建模數據。

優選的，計算頂點的顏色信息包括：

通過插值預置高度數據與顏色值的對應關系；

根據所述對應關系，查找頂點的顏色信息。

優選的，計算頂點的法向量包括：

根據頂點的高度數據計算頂點的法向量；

利用指數函數，對所述法向量的x分量和y分量分別進行指數增強。

優選的，所述高度數據為SRTM數據，所述SRTM數據以預定義的文件格式存儲；并且，所述SRTM數據按照經緯度等分為數據塊，每個數據塊的經緯度間隔相等，每個SRTM數據塊按照分辨率分為不同等級的多個SRTM文件；

所述預定義的文件格式包括文件頭和數據部分，其中，文件頭用于描述SRTM數據塊中所有點的信息，每個點的信息包括圖像寬度、圖像高度、1個像素點所占經度范圍、1個像素點所占緯度范圍、左下點經度坐標和左下點緯度坐標；數據部分用于按照先左后右、先下后上的方式存儲文件頭所描述的所有點的高度信息。

優選的，所述讀取高度數據包括：

根據屏幕圖像上不同的位置，讀取不同等級的SRTM文件；

根據以下計算式確定某個點(經度坐標為L，緯度坐標為B)在所讀取的SRTM文件數據部分的位置：

((B-m_dBLeftBottom)/m_dBPerPixel)*m_nWidth+(L-m_dLLeftBottom)/m_dLPerPixel；

其中，m_dBLeftBottom表示左下點緯度坐標，m_dBPerPixel表示1個像素點所占緯度范圍，m_nWidth表示圖像寬度，m_dLLeftBottom表示左下點經度坐標，m_dLPerPixel表示1個像素點所占經度范圍。

本發明還提供了一種三維地形建模系統，包括：

數據讀取模塊，用于讀取高度數據；

模型構建模塊，用于將高度數據轉換為三維空間坐標，建立三維模型；

計算模塊，用于計算所述三維模型中每個頂點的顏色信息和法向量；

渲染模塊，用于對所述三維模型進行渲染。

優選的，所述系統還包括：

紋理映射模塊，用于將紋理數據映射到所述三維模型的渲染結果上，并輸出顯示。

優選的，所述高度數據為SRTM數據，所述SRTM數據以預定義的文件格式存儲；并且，所述SRTM數據按照經緯度等分為數據塊，每個數據塊的經緯度間隔相等，每個SRTM數據塊按照分辨率分為不同等級的多個SRTM文件；