[發(fā)明專利]一種基于瓦片地形建模和投影校正的沙盤構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610646044.0
• 申請(qǐng)日: 2016-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN107705241B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉勁松;白偉;黃震;阿斯卡爾;萬明忠;范光甫;戴擁民;范衛(wèi)東;孫健剛;李鳳亮;肖少輝;劉奎;趙宜明;湯鴻頌;崔永軍;崔福海;張效俊;嚴(yán)研;陳敬理;馬旭;侯小波;任培祥;董鉥濤;周安;吳斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)新疆電力公司;北京洛斯達(dá)數(shù)字遙感技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06T3/00
• 分類號(hào): G06T3/00;G06T17/05
• 代理公司: 北京汲智翼成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11381
• 代理人: 陳曦;杜梁緣

本發(fā)明公開了一種基于瓦片地形建模和投影校正的沙盤構(gòu)建方法，包括：制作待沙盤構(gòu)建區(qū)域的數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像圖；對(duì)數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像圖進(jìn)行瓦片裁切；基于裁切后的數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像圖進(jìn)行影像紋理和起伏網(wǎng)格處理；將處理后的瓦片狀數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像圖進(jìn)行合并，構(gòu)建沙盤空間模型；根據(jù)預(yù)設(shè)的視點(diǎn)位置，對(duì)沙盤空間模型進(jìn)行立體投影校正；基于校正后的沙盤空間模型，生成四幕投影顯示數(shù)據(jù)；將四幕投影顯示數(shù)據(jù)發(fā)送至四幕投影設(shè)備進(jìn)行顯示。通過該方法利用四塊投影屏幕構(gòu)建數(shù)字沙盤顯示空間，極大改善了數(shù)字沙盤的顯示方式，大大提高了數(shù)字沙盤的觀看體驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于瓦片地形建模和投影校正的沙盤構(gòu)建方法，屬于地理沙盤構(gòu)建領(lǐng)域。

背景技術(shù)

沙盤通過模擬真實(shí)的三維地理環(huán)境，產(chǎn)生縮微的地表模型，直觀地將三維地形進(jìn)行展示。當(dāng)前的沙盤有以下展現(xiàn)形式和特點(diǎn)：

傳統(tǒng)物理沙盤，即利用泥沙等工業(yè)素材通過傳統(tǒng)方法澆筑堆積而起的地理場(chǎng)景，它以實(shí)物三維的形式來表現(xiàn)地形地貌，能夠細(xì)膩、逼真地再現(xiàn)地貌形態(tài)的高低起伏，能較好地顯示地物地貌之間相互關(guān)系和位置，具備比二維平面地圖更為明顯的實(shí)用性和觀賞性。但是缺點(diǎn)是占地面積大，制作工藝復(fù)雜，部署攜帶不方便，表現(xiàn)內(nèi)容固定并且難以實(shí)時(shí)更新。

虛擬數(shù)字沙盤，摒棄了傳統(tǒng)物理沙盤實(shí)體的表現(xiàn)形式，是以地形數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)生成3D地形，通過投影、液晶顯示屏等介質(zhì)投射出來的模擬沙盤形式。特點(diǎn)是可以動(dòng)態(tài)的加載不同比例尺的數(shù)據(jù)，能夠疊加不同類型的屬性數(shù)據(jù)，信息量相對(duì)傳統(tǒng)物理沙盤更豐富。但是缺點(diǎn)在于大多數(shù)字沙盤都是在水平面上部署，投射介質(zhì)面積和沙盤比例尺成正比，即越精細(xì)的局部展示需要越大的投射介質(zhì)面積，但是面積越大觀看距離越遠(yuǎn)越難看到全貌，很難做到投射介質(zhì)面積、沙盤比例尺和觀感的協(xié)調(diào)。同時(shí)由于觀察者通常在屏幕邊緣觀看沙盤，觀察視野形成一個(gè)斜視錐，沙盤內(nèi)容會(huì)形成不同的透視變形，達(dá)不到真正的三維觀感，體驗(yàn)感較差。

沙盤的展現(xiàn)形式，傳統(tǒng)物理沙盤多以地面單屏為主，數(shù)字沙盤市面上多為單屏、L型雙屏或者弧幕形式顯示，這幾種顯示方式表達(dá)的信息量有限，并且由于單屏、L屏和弧幕不能形成封閉的空間，無法給用戶帶來沉浸式的立體觀賞體驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種基于瓦片地形建模和投影校正的沙盤構(gòu)建方法，提高數(shù)字沙盤的靈活性和展示效果，給用戶提供更為生動(dòng)、形象的三維立體沙盤觀感和體驗(yàn)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種基于瓦片地形建模和投影校正的沙盤構(gòu)建方法，包括：

步驟101，基于航空掃描影像制作待沙盤構(gòu)建區(qū)域的數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像圖；

步驟102，基于地理空間的分幅分塊的空間劃分，對(duì)所述數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像圖進(jìn)行瓦片裁切；

步驟103，基于所述瓦片裁切后的數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像圖進(jìn)行影像紋理和起伏網(wǎng)格處理；

步驟104，將所述處理后的瓦片狀數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像圖進(jìn)行合并，構(gòu)建沙盤空間模型；

步驟105，根據(jù)預(yù)設(shè)的視點(diǎn)位置，對(duì)所述沙盤空間模型進(jìn)行立體投影校正；

步驟106，基于所述校正后的沙盤空間模型，生成四幕投影顯示數(shù)據(jù)；所述四幕包括：正面幕、底面幕、左側(cè)幕、右側(cè)幕；

步驟107，將所述四幕投影顯示數(shù)據(jù)發(fā)送至四幕投影設(shè)備進(jìn)行顯示。

所述基于地理空間的分幅分塊的空間劃分，對(duì)所述數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像圖進(jìn)行瓦片裁切，包括：

計(jì)算單個(gè)區(qū)塊的地理分辨率；

基于所述數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像圖構(gòu)建空間金字塔索引；

計(jì)算金字塔逐層分辨率大小；