[發(fā)明專利]三維GIS地形渲染方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210501062.1
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN103035023A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏焱;杜旭;齊志剛;顏璟儀;賴翠君;陳炯聰;洪成佳;劉森;甘杉;湯彧
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T17/05
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;曾旻輝

1.一種三維GIS地形渲染方法，其特征在于，包括如下步驟：

載入三維GIS的地形數(shù)據(jù)，對所述地形數(shù)據(jù)進(jìn)行四叉樹分割，生成所述地形數(shù)據(jù)的矩形網(wǎng)格；

將所述矩形網(wǎng)格進(jìn)行視錐體裁切，得到需顯示的矩形網(wǎng)格；

計(jì)算每個(gè)所述需顯示的矩形網(wǎng)格的渲染精度，判斷每個(gè)所述矩形網(wǎng)格的渲染精度是否達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)；

對未達(dá)到所述預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的每個(gè)所述矩形網(wǎng)格，則再次進(jìn)行四叉樹分割；

對達(dá)到所述預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的每個(gè)所述矩形網(wǎng)格，則根據(jù)每個(gè)所述矩形網(wǎng)格對應(yīng)的地形數(shù)據(jù)，生成地形圖元并渲染。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維GIS地形渲染方法，其特征在于，所述將所述矩形網(wǎng)格進(jìn)行視錐體裁切，得到需顯示的矩形網(wǎng)格的步驟具體包括：

獲取當(dāng)前需顯示的地形范圍，生成視錐體；

獲取每個(gè)所述矩形網(wǎng)格中的地形高程最大值，生成與每個(gè)所述矩形網(wǎng)格對應(yīng)的軸對稱包圍盒；

判斷每一個(gè)所述軸對稱包圍盒與所述視錐體六個(gè)裁切平面的關(guān)系，裁切掉與所述視錐體相離的軸對稱包圍盒。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維GIS地形渲染方法，其特征在于，所述計(jì)算渲染精度的步驟具體包括：根據(jù)右式計(jì)算所述矩形網(wǎng)格的粗糙度：

其中，d₁為所述粗糙度，d為當(dāng)前分辨率下矩形網(wǎng)格的邊長，dh_i為所述矩形網(wǎng)格四邊和兩條對角線的端點(diǎn)高程平均值與矩形網(wǎng)格的中點(diǎn)高程之差；

計(jì)算矩形網(wǎng)格到視點(diǎn)的歐式距離；根據(jù)右式計(jì)算所述矩形網(wǎng)格的渲染精度：

其中，f為所述渲染精度，L為所述歐式距離，C為預(yù)設(shè)值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維GIS地形渲染方法，其特征在于，所述在生成地形圖元并渲染的步驟前還包括步驟：

比較相鄰兩個(gè)所述矩形網(wǎng)格的分辨率；

若分辨率相同，則生成所述地形圖元并渲染；

若分辨率不同，則先采用T型裂縫消除法消除兩個(gè)所述矩形網(wǎng)格共享邊界的裂縫，再生成所述地形圖元并渲染。

5.一種三維GIS地形渲染系統(tǒng)，其特征在于，包括第一分割模塊、裁切模塊、判斷模塊、第二裁切模塊和渲染模塊；

所述第一分割模塊用于載入三維GIS的地形數(shù)據(jù)，對所述地形數(shù)據(jù)進(jìn)行四叉樹分割，生成所述地形數(shù)據(jù)的矩形網(wǎng)格；

所述裁切模塊用于將所述矩形網(wǎng)格進(jìn)行視錐體裁切，得到需顯示的矩形網(wǎng)格；

所述判斷模塊用于計(jì)算每個(gè)所述需顯示的矩形網(wǎng)格的渲染精度，判斷每個(gè)所述矩形網(wǎng)格的渲染精度是否達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)；

所述第二裁切模塊用于對未達(dá)到所述預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的每個(gè)所述矩形網(wǎng)格，則再次進(jìn)行四叉樹分割；

所述渲染模塊用于對達(dá)到所述預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的每個(gè)所述矩形網(wǎng)格，則根據(jù)每個(gè)所述矩形網(wǎng)格對應(yīng)的地形數(shù)據(jù)，生成地形圖元并渲染。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維GIS地形渲染系統(tǒng)，其特征在于，所述裁切模塊具體用于：

獲取當(dāng)前需顯示的地形范圍，生成視錐體；

獲取每個(gè)所述矩形網(wǎng)格中的地形高程最大值，生成與每個(gè)所述矩形網(wǎng)格對應(yīng)的軸對稱包圍盒；

判斷每一個(gè)所述軸對稱包圍盒與所述視錐體六個(gè)裁切平面的關(guān)系，裁切掉與所述視錐體相離的軸對稱包圍盒。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維GIS地形渲染系統(tǒng)，其特征在于，所述判斷模塊還用于：

根據(jù)右式計(jì)算所述矩形網(wǎng)格的粗糙度：

其中，d₁為所述粗糙度，d為當(dāng)前分辨率下矩形網(wǎng)格的邊長，dh_i為所述矩形網(wǎng)格四邊和兩條對角線的端點(diǎn)高程平均值與矩形網(wǎng)格的中點(diǎn)高程之差；

計(jì)算矩形網(wǎng)格到視點(diǎn)的歐式距離；

根據(jù)右式計(jì)算所述矩形網(wǎng)格的渲染精度：

其中，f為所述渲染精度，L為所述歐式距離，C為預(yù)設(shè)值。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維GIS地形渲染系統(tǒng)，其特征在于，還包括比較消除模塊，所述比較消除模塊用于：

比較相鄰兩個(gè)所述矩形網(wǎng)格的分辨率；

若分辨率相同，則生成所述地形圖元并渲染；

若分辨率不同，則先采用T型裂縫消除法消除兩個(gè)所述矩形網(wǎng)格共享邊界的裂縫，再生成所述地形圖元并渲染。