一种建设工程模型在线三维可视化方法技术

本发明专利技术公开了一种建设工程模型在线三维可视化方法，属于建设工程领域。包括以下步骤：首先，利用建设工程设计成果开展基于高精度地形的三维模拟，其次，将建设工程三维模型的空间数据转换成高精度数字高程模型，并与低精度数字高程模型数据进行融合；然后，将建设工程三维模型的相关纹理与公开获取的大范围影像数据进行镶嵌；最后，基于融合后的数字高程模型和镶嵌后的影像，叠加融合得到可视化的建设工程模型。本发明专利技术使用高精度数据资源，对建设工程三维模型进行构建；以互联网可获取的地理信息为本底，与建设工程三维模型进行融合，并将融合后的数据资源展示给公众，从而有效解决了资源利用和保密政策之间的矛盾，将极大促进地理信息资源的服务能力。

An online 3D visualization method for engineering model construction

The invention discloses an on-line three-dimensional visualization method for construction engineering models, which belongs to the field of construction engineering. Includes the following steps: first, the construction project design results in 3D simulation, high precision terrain based on the spatial data conversion will be the construction of 3D model engineering into high precision digital elevation model, and with the integration of low precision digital elevation model data; then, texture will build 3D model and open access to large engineering the range of image data set; finally, the digital elevation model and mosaic fusion after image fusion based on overlay construction engineering visualization model. The invention uses high precision data resources, the three-dimensional model of the construction engineering construction; the Internet can access geographic information as the background, with the fusion of 3D model construction, and the fusion of data resources to show to the public, so as to effectively solve the contradiction between resource utilization and security policy, will greatly promote the geographic information resource service ability.

【技术实现步骤摘要】
一种建设工程模型在线三维可视化方法
本专利技术涉及工程建设领域，特别是涉及建筑工程模型在线三维可视化方法。
技术介绍
测绘地理信息成果是关系国家主权、安全和利益的战略性信息资源，受到国家相关保密政策的严格保护。在应用需求的驱动下，大量的测绘地理信息资源已经可以通过公开的渠道获取与应用，但这些数据成果精度较低，仅能在宏观管理和大尺度分析服务方面发挥作用，而在城市规划、设计和精细管理方面仍然需要精度更高的地理信息资源作为支撑。随着政务信息化的全面开展及近年智慧城市建设的兴起，建设工程规划和设计过程中对现势性高、精度高的测绘成果需求越来越迫切，同时对数据资源的种类要求也日益增多。这与数据保密政策之间形成了无法调和的矛盾。直接利用公开资源开展建设工程的三维展示，则精度不够，难以有效表达工程信息，但如果直接利用高精度的地理信息，因保密问题而无法达到在线应用的目标，这一矛盾导致了数据需求和数据服务之间的信息不对等，大量高精度信息利用率低，而大量数据需求得不到满足。
技术实现思路
有鉴于现有技术上和管理上的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种建设工程模型在线三维可视化方法。本专利技术针对在建设工程规划和设计不同阶段的数据需求提供差异化的服务，在三维模拟和分析阶段，使用高精度数据资源，在成果展示和公众参与阶段，使用高精度和低精度融合的数据资源，从而有效解决了资源利用和保密政策之间的矛盾，将极大促进地理信息资源的服务能力。为实现上述目的，本专利技术提供了一种建设工程模型在线三维可视化方法，包括以下步骤：步骤S1、利用建设工程设计成果开展基于高精度地形的三维模拟：在高精度三维地形的基础上，利用建设工程设计成果，采用三维建模软件手工建模或采用三维辅助设计系统构建建设工程三维模型；步骤S2、将所述建设工程三维模型的空间数据转换成高精度数字高程模型，并与公开获取的大范围低精度数字高程模型数据进行融合；步骤S3、将所述建设工程三维模型的相关纹理与公开获取的大范围影像数据进行镶嵌；步骤S4、基于融合后的数字高程模型和镶嵌后的影像，创建数字地形模型，得到高精度可视化的建设工程三维模型。在该技术方案中，在三维模拟和分析阶段，使用高精度数据资源，对建设工程三维模型进行构建；以互联网可获取的地理信息为本底，并与建设工程三维模型进行融合，将高精度和低精度融合的数据资源展示给公众，从而有效解决了资源利用和保密政策之间的矛盾，将极大促进地理信息资源的服务能力。进一步而言，所述步骤S2包括：步骤S21、将所述建设工程三维模型的空间数据进行分隔，得到多个连续的空间模型，表示为：CMS{CM1，CM2，......，CMn}其中，每个CMi代表空间上连续的三维模型片断；步骤S22、对每个建设工程三维模型片断CMi，提取模型中的每个三维模型片断信息T，转换成可被GIS软件识别的带有高程信息的数据格式CMFi；步骤S23、对每个CMFi，使用GIS软件转换成数字高程模型DEM_CM；值得一提的是，采用数字高程模型DEM_CM，保证模型的精度能够体现建设工程的空间细节；步骤S24、对转换后的DEM_CM，使用GIS软件将其坐标转换为公开数据资源使用的坐标系统；步骤S25、对公开获取的大范围低精度数字高程模型，使用GIS软件进行处理，使其精度与DEM_CM精度一致，得到处理后的数字高程模型DEM_NET；步骤S26、使用GIS软件将DEM_CM和DEM_NET进行融合，得到融合后的数字高程模型DEM_R。在该技术方案中，将建设工程三维模型拆分为三维模型片断，转化为高程模型，并将其坐标转换为公开数据使用的公开坐标系，并与公开的低精度数字高程模型进行融合。该技术方案有效保证能够真实反映建设工程的空间形态，同时避免在线应用时使用涉密的、高精度的地理信息资源，解决了使用和保密的矛盾。进一步而言，在所述步骤S26中，若所述数字高程模型DEM_CM和所述数字高程模型DEM_NET存在重叠区域，则取所述数字高程模型DEM_CM的高程值作为融合后的所述数字高程模型DEM_R的高程值；若存在空白区域，则使用平均差值法填充相应的高程值。在该技术方案中，在两个高程模型重叠部分，选择较高精度的数字高程模型DEM_CM，以保证能真实反映建设工程的空间形态。同时，对空白区域进行插值处理，提高了高、低精度数字地形模型之间拼接区域的自然过渡效果。进一步而言，所述步骤S3包括：步骤S31、在三维展示模式下，设置相机镜头向垂直向下；步骤S32、设置一个相机信息PC，表示为：PC{X，Y，Z，Model，Wm，Wi，Step}其中，X、Y、Z代表相机在三维空间中的位置，为任意数；Model代表相机模式，可设置为正交模式、透视模式；Wm为出图范围所代表空间实际大小，为大于0的数，Wi为出图的图像像素大小，为大于0的整数；Step为相机每次移动的距离，为大于0的数；步骤S33、设置一个能包含所有建设工程模型的范围D，表示为：D{Xmin，Ymin，Xmax，Ymax}其中：Xmin表示最小横向坐标，Ymin表示最小纵向坐标，Xmax表示最大横向坐标，Ymax表示最大纵向坐标；为简化计算，Xmin、Ymin、Xmax、Ymax取Step的整数倍；步骤S34、在D范围内，获取建设工程模型纹理，根据Step，将范围D划分为N个单元格，每个单元格长、宽均为Step，表示为：N{X，Y}其中，X、Y表示单元格的中心点位置；N为不小于1的整数；依次将相机位置于单元格N所在的{X，Y}位置，使用正交模式获取并保存当前场景截图IMGxy，同时依据相机信息计算并保存截图IMGxy边角对应的空间位置信息FWxy，表示为：FWxy{XL、YT，XR，YB}其中，XL表示图像左侧横向坐标，YT表示图像上侧纵向坐标，XR表示图像右侧横向坐标，YB表示图像下侧纵向坐标；根据PC的定义，XL＝X-Wm/2，YT＝Y+Wm/2，XR＝X+Wm/2，YB＝Y+Wm/2；步骤S35、使用GIS软件对步骤S34获取的图像进行拼接，并将其坐标转换为公开数据资源使用的坐标系统；步骤S36、使用GIS软件的影像镶嵌功能，将建设工程三维模型截取的图像与公开获取的大范围影像数据进行镶嵌，得到镶嵌后的影像IMG_R。在该技术方案中，提供了将所述建设工程三维模型的相关纹理与公开获取的大范围影像数据进行镶嵌的具体方法。将建设工程模型的范围D划分单元格，并将每个单元格嵌套进公开获取的大范围影像，提高建设工程模型的范围D内模型的显示精度。同时，将建设工程模型的坐标转换为公开数据使用的公开坐标系，提高模型的保密性。进一步而言，所述步骤S4包括：利用数字地形处理软件，将DEM_R和IMG_R进行融合，得到最终需要展示的包含了建设工程三维模型的数字地形模型。在该技术方案中，将数字高程模型和纹理进行融合，形成数字地形模型。将数字高程模型数据和三维模型的纹理数据拆分处理，有效提高模型处理速度，同时，也便于模型管理。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过以互联网可获取的地理信息为本底，以建设工程精细三维模型为展示对象，通过两者的融合形成符合国家保密政策要求的可在互联网上公开展示的成果，实现建设工程在线三维展示。本专利技术以可公开获取的地理信息为数据源，结合建设工程三维模拟技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建设工程模型在线三维可视化方法,其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、利用建设工程设计成果开展基于高精度地形的三维模拟：在高精度三维地形的基础上，利用建设工程设计成果，采用三维建模软件手工建模或采用三维辅助设计系统构建建设工程三维模型；步骤S2、将所述建设工程三维模型的空间数据转换成高精度数字高程模型，并与公开获取的大范围低精度数字高程模型数据进行融合；步骤S3、将所述建设工程三维模型的相关纹理与公开获取的大范围影像数据进行镶嵌；步骤S4、基于融合后的数字高程模型和镶嵌后的影像，创建数字地形模型，得到高精度可视化的建设工程三维模型。

【技术特征摘要】
1.一种建设工程模型在线三维可视化方法,其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、利用建设工程设计成果开展基于高精度地形的三维模拟：在高精度三维地形的基础上，利用建设工程设计成果，采用三维建模软件手工建模或采用三维辅助设计系统构建建设工程三维模型；步骤S2、将所述建设工程三维模型的空间数据转换成高精度数字高程模型，并与公开获取的大范围低精度数字高程模型数据进行融合；步骤S3、将所述建设工程三维模型的相关纹理与公开获取的大范围影像数据进行镶嵌；步骤S4、基于融合后的数字高程模型和镶嵌后的影像，创建数字地形模型，得到高精度可视化的建设工程三维模型。2.如权利要求1所述的一种建设工程模型在线三维可视化方法，其特征在于，所述步骤S2包括：步骤S21、将所述建设工程三维模型的空间数据进行分隔，得到多个连续的空间模型，表示为：CMS{CM1，CM2，…...，CMn}其中，每个CMi代表空间上连续的三维模型片断；步骤S22、对每个建设工程三维模型片断CMi，提取模型中的每个三维模型片断信息T，转换成可被GIS软件识别的带有高程信息的数据格式CMFi；步骤S23、对每个CMFi，使用GIS软件转换成数字高程模型DEM_CM；步骤S24、对转换后的DEM_CM，使用GIS软件将其坐标转换为公开数据资源使用的坐标系统；步骤S25、对公开获取的大范围低精度数字高程模型，使用GIS软件进行处理，使其精度与DEM_CM精度一致，得到处理后的数字高程模型DEM_NET；步骤S26、使用GIS软件将DEM_CM和DEM_NET进行融合，得到融合后的数字高程模型DEM_R。3.如权利要求2所述的一种建设工程模型在线三维可视化方法，其特征在于：在所述步骤S26中，若所述数字高程模型DEM_CM和所述数字高程模型DEM_NET存在重叠区域，则取所述数字高程模型DEM_CM的高程值作为融合后的所述数字高程模型DEM_R的高程值；若存在空白区域，则使用平均差值法填充相应的高程值。4.如权利要求1所述的一种建设工...

【专利技术属性】
技术研发人员：何兴富，薛梅，陈良超，陈翰新，王国牛，向泽君，刘金榜，王俊勇，胡章杰，唐相桢，李锋，王阳生，李响，李劼，詹勇，邱月，胡颖，张艺，蓝图，陈光，刘局科，
申请(专利权)人：重庆市勘测院，
类型：发明
国别省市：重庆,50