[發明專利]顧及地形起伏的Web端三維場景姿態自適應的路徑漫游方法

有效

• 申請號: 202111151452.6
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113870429B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 畢曉玲;肖桐;申文明;張文國;李靜;孫中平;李晶云;史園莉;張雪;王麗霞;畢京鵬;董路明;任致華;王金玉
• 申請（專利權）人: 生態環境部衛星環境應用中心;北京吉威數源信息技術有限公司
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06F16/957;G06F16/904
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

本發明提供了一種用于顧及地形起伏的Web端三維場景姿態自適應的路徑漫游方法，包括：獲取生態空間已有要素圖形，生態空間已有要素圖形具有連續XY坐標點；利用道格拉斯節點抽稀算法對生態空間已有要素圖形進行簡化，保留的節點作為自動漫游路徑節點；基于自動漫游路徑節點，結合三維場景中的地形數據，實時計算漫游行進途中每一幀三維場景的漫游姿態參數；在Web端瀏覽器中對每一幀的三維場景進行實時渲染和刷新，完成沿自動漫游路徑節點自動漫游的過程。本發明不依賴手動漫游記錄，基于不同生態空間要素即可快捷進行自動漫游瀏覽且行進全程三維場景畫面正常、適時起伏和平滑轉彎，提升Web端三維地圖的路徑自動漫游效果。

技術領域

本發明涉及三維場景技術領域，具體涉及一種適用于不同生態空間常用區域自動漫游，綜合漫游路徑自動提取、顧及地形起伏的三維場景姿態自適應技術的Web端沿路徑自動漫游方法。

背景技術

生態環境遙感監測工作中，基于三維地圖進行區域自動漫游瀏覽的需求較多。經常需要對某個生態保護紅線區、自然保護區、國家公園、重要公路鐵路沿線、重要河流沿線等，進行三維自動漫游和巡航瀏覽。在這些區域自動漫游中，瀏覽重點位置和目標各不一樣，區域地形特征也變化多樣，地形高程區間、起伏烈度差異大甚至懸殊。

傳統在桌面或WEB三維地圖中，常用的自動漫游方法有以下兩種：

第一種，沿路線自動漫游。該方法主要是通過輸入一條包含多個節點的折線，設定漫游的漫游高度、速度、俯角后，依據折線各個節點的順序作為起點、各個途經點、終點，固定在海平面以上某一高度上以固定俯角行進瀏覽，在到達每個節點處進行定點轉向。

第二種，“場景快照+視角過渡”漫游。首先，手動漫游目標區域，在多個關鍵位置記錄畫面快照，將各個位置的三維場景參數(包括畫面中心點相機坐標、高度、俯仰角、方位角)保存到系統中。然后，對各關鍵位置，基于快照中保存的參數使用三維渲染函數，按順序逐個恢復快照場景，各關鍵位置之間通過三維平臺自身的渲染函數實現場景的過渡和位置的行進，連貫起來構成自動漫游過程。

上述兩個方法，在應用到生態環境遙感監測工作中，都面臨各自的問題：

在設定線路自動漫游方法下，因生態保護紅線等漫游區域多為有明確界線的面狀或線狀要素，不同區域要素的節點數量相差較大、且不同分段節點密度不一，該方法采用要素節點作為漫游路徑點時，通常會出現頻繁方向切換的問題，以及在各節點處定點轉向較突兀的現象。同時，由于生態保護紅線等漫游區域多為全國性分布、不同區域平均海拔相差懸殊、地形起伏烈度特征不一，且要素節點只帶有X/Y坐標、不包含高程信息，若在傳統按路徑漫游使用固定姿態及高度方法，當高度設置偏低時途徑某些位置時不可避免出現穿透地形現象，而若將姿態或者高度設置太高，則經過地勢較低或平坦區域時會因距離太遠無法清晰瀏覽地表情況。

在“場景快照+視角過渡”漫游方法中，該方法在各關鍵位置漫游和快照時雖記錄了相機高度，能夠保證在各關鍵位置不會出現地形穿透現象，但若前后位置間存在地形遮擋(即使是一小段，如前后點位于某個自然保護區某個山體正面和背面，或者前后點位于某條河流拐彎處岸邊山體的兩側)，則行進瀏覽過程中仍會出現相機穿透地形、掉入地表下方的三維畫面。其次，該方法為獲得目標區域較佳瀏覽體驗，需要熟悉該區域情況的專業人員提前手動設置漫游區域并在關鍵位置記錄場景快照，換成其他人員或其他隨機區域操作效果不佳，且在出現應急情況需自動漫游某個新區域時，該方法無法做到效率和效果兼顧。

綜上所述，傳統的按路徑自動漫游和“場景快照+視角過渡”組合法漫游，均無法很好的滿足生態環境遙感監測工作便捷進行區域自動漫游的需求。

因此，如何提供一種顧及地形起伏的Web端三維場景姿態自適應的路徑漫游方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容