[發(fā)明專利]一種基于候選標(biāo)簽評(píng)估的3D地圖建筑物標(biāo)注方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110894135.7
• 申請(qǐng)日: 2021-08-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113610993B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雪英;張慧峰;王益鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T19/20
• 分類號(hào): G06T19/20;G06T17/05;G06T3/00;G06F16/29
• 代理公司: 南京銳恒專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32506
• 代理人: 陳思

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于候選標(biāo)簽評(píng)估的3D地圖建筑物標(biāo)注方法，采用WebGL技術(shù)，基于多邊形中心計(jì)算獲取每座建筑物的最高點(diǎn)作為標(biāo)簽放置瞄點(diǎn)，在瞄點(diǎn)周圍的潛在位置集合中選取具有代表性的候選標(biāo)簽，構(gòu)成建筑物的候選標(biāo)簽集合，基于標(biāo)簽的可見(jiàn)性以及用戶的閱讀習(xí)慣對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，剔除視域范圍外的標(biāo)簽，并依據(jù)用戶閱讀習(xí)慣賦予候選標(biāo)簽不同的權(quán)重，通過(guò)權(quán)值大小反映標(biāo)簽位置的恰當(dāng)程度，結(jié)合3D場(chǎng)景多座建筑物標(biāo)簽沖突的需求，借鑒透視變換中的屏幕空間技術(shù)，將標(biāo)簽從三維空間投影到屏幕空間中，消除標(biāo)簽之間存在的沖突。本發(fā)明很好地保持了標(biāo)簽與建筑物之間的視覺(jué)關(guān)聯(lián)性，實(shí)現(xiàn)了在復(fù)雜三維場(chǎng)景下對(duì)建筑物的精準(zhǔn)標(biāo)注，具有很好地靈活性和普適性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地圖標(biāo)注領(lǐng)域，具體涉及一種基于候選標(biāo)簽評(píng)估的復(fù)雜三維城市場(chǎng)景下建筑物的標(biāo)注方法。

背景技術(shù)

地圖是存在于地理學(xué)中一門特有的語(yǔ)言，通過(guò)形象、直觀、綜合地對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的地理知識(shí)進(jìn)行描述，為人類了解世界和認(rèn)知世界提供了一種科學(xué)途徑，同時(shí)，地圖對(duì)許多地理知識(shí)進(jìn)行了概括，通過(guò)對(duì)地圖進(jìn)行觀察、分析，能夠獲取到許多地理特征和地理規(guī)律，地圖為人類的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和分析提供了一種方法和手段。隨著計(jì)算機(jī)硬件和地理數(shù)據(jù)采集技術(shù)的進(jìn)步，3D地圖在規(guī)劃、導(dǎo)航、旅游和科學(xué)研究等諸多領(lǐng)域都得到了廣泛地應(yīng)用，3D地圖除包含一些諸如位置查詢、出行規(guī)劃、路徑展示等一些基礎(chǔ)服務(wù)外，還在地圖中集成車輛查詢、酒店預(yù)訂、休閑娛樂(lè)等一些生活服務(wù)以及網(wǎng)上政務(wù)、電子商務(wù)之類的辦公服務(wù)，3D地圖更加生動(dòng)真實(shí)地將數(shù)字城市的概念引入用戶的日常生活中，為人們的日常生活帶來(lái)切實(shí)的便利。與二維地圖相比，伴隨計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)步，三維地圖擁有更豐富的場(chǎng)景細(xì)節(jié)和真實(shí)感，但在滿足用戶日常需要的同時(shí)也為用戶識(shí)別地理空間特征、提取場(chǎng)景中的信息帶來(lái)了困難。

標(biāo)注作為地圖中的一種特有的自然語(yǔ)言，能夠?yàn)閳?chǎng)景信息可識(shí)別性起到了一種補(bǔ)充作用。通過(guò)將標(biāo)注引入3D場(chǎng)景，特別是在復(fù)雜城市環(huán)境下，通過(guò)為自然地理實(shí)體和其他人文地理實(shí)體添加標(biāo)簽，可以有效地增強(qiáng)虛擬環(huán)境下的信息表達(dá)能力，幫助用戶建立虛擬環(huán)境要素與現(xiàn)實(shí)世界空間對(duì)象的聯(lián)系，為用戶獲取三維場(chǎng)景相關(guān)信息提供一種更為有效的方法。建筑對(duì)象作為3D場(chǎng)景中的典型特征，通過(guò)為其添加適當(dāng)?shù)臉?biāo)注可以有效提升3D場(chǎng)景信息的可讀性，提升用戶在三維地圖場(chǎng)景中的沉浸感。但是與2D平面特征不同，3D場(chǎng)景下的建筑特征和形狀相當(dāng)復(fù)雜，這進(jìn)一步提升了三維地理空間下建筑物標(biāo)簽放置的難度。另外，視點(diǎn)與建筑物之間的空間關(guān)系以及建筑物與周圍環(huán)境之間的關(guān)系都會(huì)影響到建筑物標(biāo)注的效果。

目前，國(guó)內(nèi)外很多高科技公司都推出了相應(yīng)的三維地圖標(biāo)注方式，且廣受好評(píng)。但是這些算法對(duì)于標(biāo)簽放置大都是采用實(shí)時(shí)運(yùn)算的方式，在保證標(biāo)簽最佳位置的同時(shí)也帶來(lái)了巨大的性能消耗，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)標(biāo)簽與建筑物關(guān)聯(lián)混亂的問(wèn)題，切實(shí)影響用戶的實(shí)際操作體驗(yàn)。因此，如何建立并提升三維空間中建筑物標(biāo)簽放置的質(zhì)量和效率成為一個(gè)很有價(jià)值的研究課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有標(biāo)注方法在三維地圖標(biāo)注過(guò)程中存在的缺陷和不足，提出了一種基于候選標(biāo)簽評(píng)估的3D地圖建筑物的標(biāo)注方法，該方法以實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜三維城市場(chǎng)景下對(duì)建筑物的精準(zhǔn)標(biāo)注效果。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種基于候選標(biāo)簽評(píng)估的3D地圖建筑物標(biāo)注方法，該方法包括如下步驟：

步驟1：對(duì)原始城市建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。將原始數(shù)據(jù)由shp格式統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為GeoJSON格式，在數(shù)據(jù)中導(dǎo)入地名字段和樓層數(shù)字段，作為建筑物簡(jiǎn)模渲染到Cesium平臺(tái)中。

步驟2：將建筑輪廓多邊形數(shù)據(jù)劃分為多個(gè)三角形，求得各個(gè)三角形的重心坐標(biāo)和面積后，計(jì)算所有三角形重心坐標(biāo)以面積為權(quán)的加權(quán)平均數(shù)即可得到多邊形的中心坐標(biāo)，賦予樓層因子后得到城市建筑的最高點(diǎn)或者最高平面的中心點(diǎn)坐標(biāo)，將其作為標(biāo)簽放置的瞄點(diǎn)，使得標(biāo)簽瞄點(diǎn)在擁有最大可見(jiàn)性的同時(shí)，能夠與建筑物保持良好的視覺(jué)關(guān)聯(lián)性。依據(jù)標(biāo)簽放置的瞄點(diǎn)，為建筑物構(gòu)建始終面向屏幕的動(dòng)態(tài)方向標(biāo)簽。