[發明專利]利用三維物體的空間曲面采樣點對空間曲面建模的方法

在審

• 申請號: 201310027798.4
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN103971411A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 岳天祥;王世海
• 申請（專利權）人: 岳天祥;王世海
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

技術領域

本發明屬于地理信息系統處理技術領域，涉及一種三維空間曲面的建模方法，一種將采樣點數據及其精度信息作為模型參數，充分考慮數據精度對模擬結果影響，實現對不同精度數據集有效處理，有機融合的快速、高精度建模方法。

背景技術

目前，地理信息系統中常用的空間建模方法(IDW、Kriging、Spline、Natural Neighbor等)在建模過程中，以采樣數據的空間統計理論、數據鄰域相關性或彈性力學為基礎建立相應的模型，進行空間數據預測。這些方法都沒有從空間曲面的內蘊量出發，考慮曲面的自身屬性，同時現有的方法都沒有考慮所使用的采樣點的數據精度。因此，目前的方法無法對不同精度的采樣數據進行合理處理、有機融合，同時，由于未考慮空間曲面的內蘊要素，模擬的結果與實際曲面有較大差異。

發明內容

針對不同精度的采樣點對模擬質量的影響，使得空間曲面模擬質量的精度低，及計算速度慢的技術問題，為此，本發明的目的是改善空間曲面模擬質量的精度，及提高計算速度，為此，本發明提供一種利用采樣點對三維物體的空間曲面建模的方法。

為實現所述目的，本發明提供利用三維物體的空間曲面采樣點對空間曲面建模的方法，包括步驟：

步驟S1：對三維物體的空間曲面進行采樣，得到三維物體的空間曲面采樣點數據和精度數據信息，對三維物體的空間曲面采樣點數據及其精度數據信息進行柵格化處理，得到并將柵格化空間曲面采樣數據生成建模所需的計算數據文件，得到并將柵格化空間曲面數據精度信息生成建模所需的精度信息文件；

步驟S2：實時讀取計算數據文件和精度信息文件中的計算區域并進行模擬，得到的模擬區域，并利用得到的模擬區域建立模擬方程；

步驟S3：根據計算數據文件、數據精度信息及精度信息文件，使用逐次最小二乘方法對模擬方程進行分組，以高斯曲面方程為約束條件，結合數據平差理論，對各分組內三維物體的空間曲面建立含有計算數據文件、數據精度信息和精度信息文件的計算單元；

步驟S4：根據求解方程特性，將模擬區域中經過處理后的柵格數據劃分組為相互獨立的計算單元，并以這些計算單元為基礎對數據精度信息、計算數據文件和精度信息文件進行實時讀取、逐次計算，并實時輸出并存儲，直至獲得最終的模擬結果數據文件及模擬結果精度信息文件，實現對三維物體的空間曲面的模擬。

優選實施例，在計算單元中，采樣點數據精度作為參數參與空間曲面模擬。

本發明的有益效果：本發明以數據平差理論和高斯曲面方程為基礎，把三維物體的空間曲面的采樣點數據及其精度信息也作為計算參數，建立計算模型過程中，考慮不同精度數據對模擬結果的影響，實現了對不同精度數據集的統一處理，提高了空間曲面建模的精度和計算效率，并使用逐次最小二乘方法對模擬方程進行分組處理，降低了計算復雜度；本發明與現有技術相比具有更好的技術效果，該方法在模擬過程中，不僅考慮采樣點數據，而且將采樣數據的精度信息作為計算模型的參數，實現了對不同精度的數據源有效處理、有機融合，減小了模擬結果偏差。有效提高空間曲面的模擬精度；同時，該方法在計算中，以獨立計算單元為基礎對數據采用了實時讀取、動態處理的技術，并將結果實時輸出到結果文件，實現了具有不同精度采樣數據的快速、精確模擬，突破了數據規模對計算過程的限制，能對大規模數據集進行有效處理。

附圖說明

圖1是本發明的處理流程框圖。

圖2是本發明的計算單元內解算點與邊界點。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

如圖1示出本發明方法的處理流程框圖，所述方法的實施步驟：

(1)利用計算機對三維物體的空間曲面采樣數據及其數據精度信息進行柵格化處理，得到并將柵格化三維物體的空間曲面采樣數據及其柵格化數據精度信息生成建模所需的柵格數據文件。相較于其它曲面建模方法，本發明將采樣數據的精度信息作為計算參數引入建模過程，在建模過程中考慮不同精度數據對模擬結果的影響，提高三維物體的空間曲面的建模精度。

(2)本發明以高斯曲面方程為約束的條件方程，并將數據平差理論中的逐次最小二乘方法創造性地引入建模方法中，建立基于獨立計算單元的逐次分組計算方法。