[發(fā)明專利]一種地形建模和網(wǎng)格生成方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711137205.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107833282B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅嘯宇;謝文平;肖凱;聶銘;雷旭;姚博;劉震卿;熊世樹;吳曉波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06T17/05
• 分類號(hào): G06T17/05;G06T17/20
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本發(fā)明公開(kāi)了一種地形建模和網(wǎng)格生成方法及裝置，通過(guò)將規(guī)則網(wǎng)格地形高程數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成可以X、Y、Z三維坐標(biāo)的形式，進(jìn)行三角形網(wǎng)格劃分，并實(shí)現(xiàn)了底層平面網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一致性以及生成合適拉伸長(zhǎng)度的多層三棱柱網(wǎng)格，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，利用從等高線上提取的點(diǎn)坐標(biāo)的方法進(jìn)行地形的建模和網(wǎng)格生成，但生成的網(wǎng)格比較疏散，無(wú)法更逼真地還原地形細(xì)節(jié)，且，若增大提取的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)搜索定位速度慢，計(jì)算量較大的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力仿真領(lǐng)域，尤其涉及一種地形建模和網(wǎng)格生成方法及裝置。

背景技術(shù)

真實(shí)地形的地貌形態(tài)復(fù)雜，地勢(shì)高低起伏，地形范圍大，對(duì)組成三維模型的網(wǎng)格單元數(shù)量、網(wǎng)格疏密、生成的難易程度以及計(jì)算的準(zhǔn)確性都有較高的要求。

現(xiàn)有技術(shù)中，利用從等高線上提取的點(diǎn)坐標(biāo)的方法進(jìn)行地形的建模和網(wǎng)格生成，但生成的網(wǎng)格比較疏散，無(wú)法更逼真地還原地形細(xì)節(jié)，且，若增大提取的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)搜索定位速度慢，計(jì)算量較大的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種地形建模和網(wǎng)格生成方法及裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中，利用從等高線上提取的點(diǎn)坐標(biāo)的方法進(jìn)行地形的建模和網(wǎng)格生成，但生成的網(wǎng)格比較疏散，無(wú)法更逼真地還原地形細(xì)節(jié)，且，若增大提取的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)搜索定位速度慢，計(jì)算量較大的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明提供的一種地形建模和網(wǎng)格生成方法，包括：

獲取到待建模地形的數(shù)字高程數(shù)據(jù)，所述數(shù)字高程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式為柵格影像格式，并將所述數(shù)字高程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高程點(diǎn)數(shù)據(jù)，所述高程點(diǎn)數(shù)據(jù)中的點(diǎn)要素存儲(chǔ)有對(duì)應(yīng)的高程值；

將與所述點(diǎn)要素一一對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值存儲(chǔ)到所述點(diǎn)要素上，所述坐標(biāo)值為直角坐標(biāo)系下的第一X,Y坐標(biāo)值，并根據(jù)所述第一X,Y坐標(biāo)值和所述高程值確定所述待建模地形的第一空間直角坐標(biāo)系坐標(biāo)數(shù)據(jù)，所述第一空間直角坐標(biāo)系坐標(biāo)數(shù)據(jù)包括：所述第一X,Y坐標(biāo)值和與所述高程值對(duì)應(yīng)的第一Z坐標(biāo)值；

確定待建模地形中計(jì)算域首層的長(zhǎng)、寬、加密區(qū)的中心點(diǎn)坐標(biāo)、與所述中心點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的加密區(qū)半徑、與所述中心點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的過(guò)渡區(qū)半徑、與所述加密區(qū)對(duì)應(yīng)的最小網(wǎng)格尺寸，與所述過(guò)渡區(qū)對(duì)應(yīng)的過(guò)渡區(qū)網(wǎng)格尺寸和與所述非加密區(qū)對(duì)應(yīng)的最大網(wǎng)格尺寸；

確定待建模地形首層的局部加密線兩端的點(diǎn)坐標(biāo)，并根據(jù)計(jì)算域首層的長(zhǎng)、寬、加密區(qū)的中心點(diǎn)坐標(biāo)、與所述中心點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的加密區(qū)半徑、與所述中心點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的過(guò)渡區(qū)半徑、與所述加密區(qū)對(duì)應(yīng)的最小網(wǎng)格尺寸，與所述過(guò)渡區(qū)對(duì)應(yīng)的過(guò)渡區(qū)網(wǎng)格尺寸和與所述非加密區(qū)對(duì)應(yīng)的最大網(wǎng)格尺寸和局部加密線兩端的點(diǎn)坐標(biāo)將所述計(jì)算域首層進(jìn)行三角形網(wǎng)格劃分，得到與所述待建模地形對(duì)應(yīng)的三角形網(wǎng)格、與所述三角形網(wǎng)格對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)和與所述節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二空間直角坐標(biāo)系坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

確定待建模地形中的計(jì)算域的預(yù)設(shè)總高度、首層單元高度、豎向網(wǎng)格生長(zhǎng)率、粗糙區(qū)高度和均分單元數(shù)，并根據(jù)所述首層單元高度、所述計(jì)算域的總高度和所述豎向網(wǎng)格生長(zhǎng)率計(jì)算得到計(jì)算域的各層高度，其中，計(jì)算域的各層的網(wǎng)格劃分結(jié)構(gòu)與所述計(jì)算域首層的網(wǎng)格劃分結(jié)構(gòu)相同，并將所述計(jì)算域從底層進(jìn)行逐層推移，直到所述計(jì)算域的高度達(dá)到預(yù)設(shè)總高度；

獲取到待建模地形的經(jīng)緯度坐標(biāo)地形數(shù)據(jù)和海拔高度數(shù)據(jù)，確定所述待建模地形的最低海拔高度，將所述海拔高度數(shù)據(jù)減去最低海拔高度計(jì)算得到最終海拔高度數(shù)據(jù)，將所述經(jīng)緯度坐標(biāo)地形數(shù)據(jù)和所述最終海拔高度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為第三空間直角坐標(biāo)系坐標(biāo)數(shù)據(jù)，所述第三空間直角坐標(biāo)系坐標(biāo)數(shù)據(jù)包括：與所述經(jīng)緯度坐標(biāo)地形數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的第三X,Y坐標(biāo)值和與所述最終海拔高度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的第三Z坐標(biāo)值；

將所述第二空間直角坐標(biāo)系坐標(biāo)數(shù)據(jù)中的第二X,Y坐標(biāo)值與所述第三空間直角坐標(biāo)系坐標(biāo)數(shù)據(jù)中的第三X,Y坐標(biāo)值進(jìn)行匹配，并根據(jù)所述第三Z坐標(biāo)值更新所述第二Z坐標(biāo)值；

對(duì)所述三角形網(wǎng)格對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述第三Z坐標(biāo)值更新所述第二Z坐標(biāo)值具體包括：