[發(fā)明專利]基于規(guī)則格網(wǎng)DEM的OSP空間參考線通視域分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010054396.3
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111325791B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳傳均;管凌霄;夏青;陳剛;甄學(xué)忠;沈?qū)汎?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué)
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T17/05
• 代理公司: 鄭州大通專利商標(biāo)代理有限公司 41111
• 代理人: 張立強

1.一種基于規(guī)則格網(wǎng)DEM的OSP空間參考線通視域分析方法，其特征在于，包括：

步驟1：基于規(guī)則格網(wǎng)DEM對通視域分析區(qū)域進行分區(qū)；所述步驟1包括：

以觀測點為界，在規(guī)則格網(wǎng)DEM上把通視域分析區(qū)域的縱向地形線分為1區(qū)、2區(qū)，把通視域分析區(qū)域的橫向地形線分為3區(qū)、4區(qū)；其中縱向地形線為由列DEM格網(wǎng)點連接而成的連續(xù)折線，橫向地形線為由行DEM格網(wǎng)點連接而成的連續(xù)折線；

步驟2：在各分區(qū)構(gòu)建對應(yīng)的站心坐標(biāo)系，并基于構(gòu)建的站心坐標(biāo)系構(gòu)建對應(yīng)的OSP空間坐標(biāo)系；所述步驟2包括：

步驟2.1：在1區(qū)構(gòu)建第一站心坐標(biāo)系：以觀察者視點為原點，以DEM的縱向地形線偏北方向為縱軸Y，以DEM的橫向地形線偏東方向為橫軸X，以觀察者所在的參考橢球面的法向量方向為豎軸Z建立右手空間直角坐標(biāo)系；

步驟2.2：以第一站心坐標(biāo)系Z軸為旋轉(zhuǎn)軸，按順時針方向分別旋轉(zhuǎn)180°、270°、90°所得三個坐標(biāo)系分別定義為第二、第三、第四站心坐標(biāo)系，以觀測點為中心，在2、3、4區(qū)分別建立第二、第三、第四站心坐標(biāo)系；

步驟2.3：基于構(gòu)建的各站心坐標(biāo)系，以方向k為橫軸，以鄰近度p為縱軸，以軸斜率g為豎軸，構(gòu)建OSP空間坐標(biāo)系；所述方向k為考察點在站心坐標(biāo)系中相對于橫軸方向角α的正切值；鄰近度p為站心坐標(biāo)系中考察點的橫軸x值的倒數(shù)；軸斜率g為考察點的相對高程z與鄰近度p之積；

步驟3：將各分區(qū)內(nèi)的地形線對應(yīng)的格網(wǎng)點轉(zhuǎn)換到OSP空間坐標(biāo)系；

步驟4：在OSP空間坐標(biāo)系，對各分區(qū)的通視性進行判定，合并各分區(qū)通視性判定結(jié)果，從而得出通視域分析區(qū)域的通視性判定結(jié)果；

所述步驟4中按照如下方式對各分區(qū)的通視性進行判定：

步驟4.1：在各分區(qū)各地形線對應(yīng)的格網(wǎng)點由各自站心坐標(biāo)系分別轉(zhuǎn)換到各自O(shè)SP空間坐標(biāo)系后，將鄰近度最大的格網(wǎng)點，按照方向值由小到大的順序構(gòu)成初始參考線，求出起始參考線每一段OSP線段的結(jié)束方向k和參數(shù)a，求出初始參考線的起始點軸斜率g₀，記錄初始參考線上格網(wǎng)點為通視；軸斜率為考察點的相對高程與鄰近度之積；

步驟4.2：按照格網(wǎng)點在OSP空間坐標(biāo)系的鄰近度從大到小的順序，移動至下一鄰近度平面；

步驟4.3：將當(dāng)前參考線投影到步驟4.2中下一鄰近度平面上；

步驟4.4：以方向由小到大的順序，找到當(dāng)前鄰近度平面上第一格網(wǎng)點及包含該點方向的參考線的OSP線段L，求第一格網(wǎng)點與L的軸斜率差ΔG₀，通過ΔG₀判定第一格網(wǎng)點的通視性并記錄到相應(yīng)通視矩陣；

步驟4.5：如果第一格網(wǎng)點不通視，則執(zhí)行步驟4.7；

步驟4.6：如果第一格網(wǎng)點通視，則以第一格網(wǎng)點和考察區(qū)域外最近且同鄰近度的格網(wǎng)點構(gòu)成OSP線段，求出該OSP線段的結(jié)束方向k和參數(shù)a，作為臨時參考線段的第一段，并更新g₀為當(dāng)前臨時參考線段第一段的起始軸斜率；

步驟4.7：記下一格網(wǎng)點為當(dāng)前計算點，檢查當(dāng)前點的方向是否大于L的末尾方向值，如果是，則記錄參考線上與L相連的下一段為當(dāng)前參考線段L，直至當(dāng)前點的方向小于L的末尾方向值；

步驟4.8：通過軸斜率差累積公式計算當(dāng)前格網(wǎng)點與當(dāng)前參考線段L的軸斜率差ΔG_i，通過ΔG_i判定通視性并記錄；

步驟4.9：如果當(dāng)前格網(wǎng)點和前一格網(wǎng)點都通視，則求出此兩點構(gòu)成的OSP線段的結(jié)束方向k和參數(shù)a，并將該OSP線段加入臨時參考線段；

步驟4.10：如果當(dāng)前格網(wǎng)點不通視而前一格網(wǎng)點通視，則首先求出當(dāng)前點與上一點構(gòu)成的OSP線段的參數(shù)a，求出該OSP線段與參考線之間的交點方向k；然后，記此線段的結(jié)束方向為k，參數(shù)為a，加入臨時參考線段；最后，用臨時參考線段更新原參考線上一交點至本交點方向之間的線段，若沒有上一交點，則用臨時參考線段更新原參考線起點至本交點之間的線段，并清空臨時參考線；

步驟4.11：如果當(dāng)前格網(wǎng)點和前一格網(wǎng)點均不通視，則無需操作；

步驟4.12：如果當(dāng)前格網(wǎng)點通視而前一格網(wǎng)點不通視，則求出此兩點構(gòu)成的OSP線段的結(jié)束方向為k和參數(shù)a，求出該OSP線段與參考線之間的交點方向k′，由交點到當(dāng)前格網(wǎng)點之間的線段構(gòu)成臨時參考線段的第一段；

步驟4.13：如果當(dāng)前鄰近度仍有考察點，執(zhí)行步驟4.7；

步驟4.14：如果當(dāng)前鄰近度的最后一個考察點可見，且臨時參考線不為空，則用臨時參考線段更新原參考線上一交點至末尾的線段，若沒有上一交點，則更新原參考線起點至末尾的線段，最后清空臨時參考線；

步驟4.15：將更新完成的參考線作為當(dāng)前參考線；

步驟4.16：如果仍有待考察的鄰近度平面則執(zhí)行步驟4.2，直至考察完成。