一种适用于Web端的轻量级三维数据构建方法、介质和电子设备技术

本发明专利技术涉及三维数据格式领域，尤其涉及一种适用于Web端的轻量级三维数据构建方法、介质和电子设备，其不同之处在于，包括以下步骤：101、获取原始数据格式；102、优化数据分块，对数据进行组织重构；103、要素单体化：将几何模型中的单个要素提取为一个整体；104、要素合并：对单体要素进行合并，减少要素数量；105、简化实体模型：对地理场景中的各类实体模型进行层次简化；106、数据压缩：对简化后的实体模型进行压缩；107、转换数据结构：转换原始数据的数据结构，生成转换后的三维数据。本发明专利技术对海量三维数据进行网格划分与分层组织，实现了三维数据在Web端的高效传输和渲染。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于Web端的轻量级三维数据构建方法、介质和电子设备
本专利技术涉及三维数据格式领域，尤其涉及一种适用于Web端的轻量级三维数据构建方法、介质和电子设备。
技术介绍
随着GIS理论的日趋成熟及其应用的不断拓展，许多GIS软件的功能也逐渐完善。目前很多商业化GIS软件是在二维平面对现实世界的实体及实体之间的关系的模拟和处理，而我们生活的世界涉及到的有关气象、水文、采矿、灾害、污染等方面的自然现象都是三维的，需要相应的三维数据来精确地反映、存储、分析、处理和显示地理空间信息，进而准确描绘现实世界。目前常见的三维数据格式有OSGB、OBJ、FBX、3ds等。1、OSGBOSGB是Smart3D生成的倾斜摄影三维数据格式，组织方式一般是二进制存贮的、带有嵌入式链接纹理数据。OSGB的全称是Open Scene Gragh Binary，此类数据文件碎、数量多、高级别金字塔文件大等特点难以形成高效、标准的网络发布方案，从而无法实现不同地域、不同部门之间数据共享。2、OBJOBJ文件是Alias|Wavefront公司为它的一套基于工作站的3D建模和动画软件"AdvancedVisualizer"开发的一种标准3D模型文件格式，适合用于3D软件模型之间的互导。3、FBXFBX是FilmBoX软件所使用的格式，后改称Motionbuilder。Motionbuilder是动作制作的平台，FBX最大的用途是在3dsMax、Maya、softimage等软件间进行模型、材质、动作和摄影机信息的互导可以说，FBX方案是最好的互导方案。4、3ds3ds是3dsmax建模软件的衍生文件格式，做完MAX的场景文件后可导出成3ds格式，可与其他建模软件兼容，也可用于渲染。其优点是，不必拘泥于软件版本。上述三维数据格式中，OSGB属于倾斜摄影三维数据格式，OBJ、FBX、3ds属于三维景观模型格式，它们共同的特点是在三维领域应用中总体趋于BS、移动端等轻量级客户端。而在实际应用中，无论是倾斜摄影数据，还是三维建模成果数据都比较大。一方面，上述传统的数据格式客户端缓存组织较为复杂，并且丢失了原始模型的单体信息，不能较好的适应WebGL浏览器客户端、移动端等设备；另一方面，数据量较大导致了网络传输对带宽要求较高，这就造成原来用于桌面端的三维数据格式不能很好地适应当前需要。鉴于此，为克服上述技术缺陷，提供一种适用于Web端的轻量级三维数据及构建方法成为本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种适用于Web端的轻量级三维数据构建方法、介质和电子设备，对海量三维数据进行网格划分与分层组织，实现了三维数据在Web端的高效传输和渲染。为解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：一种适用于Web端的轻量级三维数据构建方法，其不同之处在于，包括以下步骤：101、获取原始数据格式；102、优化数据分块，对数据进行组织重构；103、要素单体化：将几何模型中的单个要素提取为一个整体；104、要素合并：对单体要素进行合并，减少要素数量；105、简化实体模型：对地理场景中的各类实体模型进行层次简化；106、数据压缩：对简化后的实体模型进行压缩；107、转换数据结构：转换原始数据的数据结构，生成转换后的三维数据。按以上技术方案，所述步骤102中，优化数据分块是通过控制每个三维瓦片的数据量，来对原始数据进行组织重构，使得每一个三维瓦片内的要素数量相对均衡。按以上技术方案，所述步骤103中，要素单体化是通过将单个要素的每一个顶点记录为相同的OID数值的方式，来将几何模型中的单个要素提取为一个整体。按以上技术方案，所述步骤104中，要素合并时，记录要素的单体信息，保证合并后的要素仍然能进行单体信息的提取、高亮显示、属性查询操作。按以上技术方案，所述步骤105具体包括以下子步骤：1051、要素几何化简：对要素的几何信息在保证外轮廓不变的情况下进行化简处理，减少几何内存；1052、纹理图片化简：对不同级别的纹理图片进行降分辨率处理，减少纹理内存。按以上技术方案，所述步骤106具体包括以下子步骤：1061、几何信息压缩：对几何信息进行压缩，包括但不限于顶点坐标、法向坐标、纹理坐标；1062、文件流压缩：对文件流进行压缩，用于减少文件大小，加速网络传输。按以上技术方案，所述原始数据格式包括地上模型数据和地下模型数据，所述地上模型数据包括但不限于矢量数据、实景三维数据、建筑信息模型数据，所述地下模型数据包括但不限于地下管线模型数据、地质钻孔数据、地质剖面模型数据、地质构造模型数据、地质高精度网格模型数据。一种采用上述方法构建的适用于Web端的轻量级三维数据，其不同之处在于：其空间索引信息分为两个部分：一部分记录在配置文件中，另一部分记录在实体数据中；其中，配置文件中存放顶层节点信息，而存放在实体数据中的空间索引信息将每一个数据实体关联起来。一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序在被处理器执行时用于实现如上述技术方案中所述的方法。一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，其上存储有一个或多个程序，所述一个或多个程序在被所述一个或多个处理器执行时用于实现如上述技术方案中所述的方法。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1）实现了高压缩比，流式传输的高效网络传输模式；2）使用纹理集技术对不同纹理的几何图形之间进行批处理，极大地提升渲染流水线的工作效率；3）支持要素的单体信息的提取、高亮显示、属性查询等操作，支持修改对象颜色、批量修改对象可见性等操作；4）支持将地下管线模型、地质钻孔模型、地质剖面模型、地质构造模型、地质高精度网格模型、OSGB等多种数据转换成本专利技术所述的三维数据格式，从而提高数据显示效率；5）全面支持无插件三维客户端，保证WebGL无缝融合。附图说明图1为本专利技术实施例的流程示意图；图2为要素单体化显示示意图；图3为普通三维模型转换后的显示效果示意图；图4为矢量数据转换成后的显示效果示意图；图5为倾斜摄影（OSGB）数据转换后的显示效果示意图；图6为点云数据转换后的显示效果示意图；图7为建筑信息模型数据（BIM）转换后的显示效果示意图；图8为地下管线数据转换后的显示效果示意图；图9为地质钻孔数据转换后的显示效果示意图；图10为地质剖面模型转换后的显示效果示意图；图11为地质构造模型转换后的显示效果示意图；图12为地质高精度网格模型转换后的显示效果示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于Web端的轻量级三维数据构建方法，其特征在于，包括以下步骤：/n101、获取原始数据格式；/n102、优化数据分块，对数据进行组织重构；/n103、要素单体化：将几何模型中的单个要素提取为一个整体；/n104、要素合并：对单体要素进行合并，减少要素数量；/n105、简化实体模型：对地理场景中的各类实体模型进行层次简化；/n106、数据压缩：对简化后的实体模型进行压缩；/n107、转换数据结构：转换原始数据的数据结构，生成转换后的三维数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于Web端的轻量级三维数据构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
101、获取原始数据格式；
102、优化数据分块，对数据进行组织重构；
103、要素单体化：将几何模型中的单个要素提取为一个整体；
104、要素合并：对单体要素进行合并，减少要素数量；
105、简化实体模型：对地理场景中的各类实体模型进行层次简化；
106、数据压缩：对简化后的实体模型进行压缩；
107、转换数据结构：转换原始数据的数据结构，生成转换后的三维数据。


2.根据权利要求1所述的适用于Web端的轻量级三维数据构建方法，其特征在于：所述步骤102中，优化数据分块是通过控制每个三维瓦片的数据量，来对原始数据进行组织重构，使得每一个三维瓦片内的要素数量相对均衡。


3.根据权利要求1所述的适用于Web端的轻量级三维数据构建方法，其特征在于：所述步骤103中，要素单体化是通过将单个要素的每一个顶点记录为相同的OID数值的方式，来将几何模型中的单个要素提取为一个整体。


4.根据权利要求1所述的适用于Web端的轻量级三维数据构建方法，其特征在于：所述步骤104中，要素合并时，记录要素的单体信息，保证合并后的要素仍然能进行单体信息的提取、高亮显示、属性查询操作。


5.根据权利要求1所述的适用于Web端的轻量级三维数据构建方法，其特征在于：所述步骤105具体包括以下子步骤：
1051、要素几何化简：对要素的几何信息在保证外轮廓不变的情况下进行化简...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴信才，吴亮，万波，黄胜辉，黄波，黄颖，陈小佩，王鹏，李清清，靳家宝，邱文坤，
申请(专利权)人：武汉中地数码科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42