基于CIM平台的数据分级请求渲染方法及系统技术方案

本发明专利技术属于计算机应用领域技术，为基于CIM平台的数据分级请求渲染方法及系统，其方法包括以下步骤：基于CIM平台的相关国际标准，对二维、三维数据模型分级进行扩展，并对LOD等级的最高几级数据按精细度进行划分；根据扩展的二维、三维数据模型分级，定义每段分级需要展示的数据或模型；在各个LOD等级上，按数据展示所需的最优化方式，确定二维、三维数据的存储方式；根据渲染场景的需要，请求相应结构的数据，分级响应加载数据的请求进行渲染展示。本发明专利技术通过对不同维度数据的分级管理，对对应级别下的混合模型进行数据存储，实现不同比例尺下从不同的数据存储中读取融合的数据，为多源数据渲染提供高效的存储格式。

【技术实现步骤摘要】
基于CIM平台的数据分级请求渲染方法及系统
本专利技术属于计算机应用领域技术具体为基于CIM平台的数据分级请求渲染方法及系统。
技术介绍
随着智慧城市、物联网、3D技术的发展，二维数据已经无法满足智慧城市应用，CIM平台作为智慧城市的基础操作系统，政府部门已经全面推动物联数据、倾斜摄影、单体化模型、BIM模型的接入，CIM平台还将不断融合其他多源数据，实现城市的精细化仿真模拟。但是在多源数据融合和精细化的同时，数据计算与成本高、数据切片不合理、索引结构不合理、数据访问速度慢等问题也暴露出来，严重影响CIM平台的用户体验。
技术实现思路
为了解决现在CIM平台面临的上述问题，本专利技术提出基于CIM平台的数据分级请求渲染方法及系统，通过对不同维度数据的分级管理，对对应级别下的混合模型进行数据存储，实现不同比例尺下从不同的数据存储中读取融合的数据，为多源数据渲染提供高效的存储格式。本专利技术方法采用如下技术方案来实现：基于CIM平台的数据分级请求渲染方法，包括以下步骤：S1、基于CIM平台的相关国际标准，对二维、三维数据模型分级进行扩展，并对LOD等级的最高几级数据按精细度进行划分；S2、根据扩展的二维、三维数据模型分级，定义每段分级需要展示的数据或模型；S3、在各个LOD等级上，按数据展示所需的最优化方式，确定二维、三维数据的存储方式；S4、根据渲染场景的需要，请求相应结构的数据，分级响应加载数据的请求进行渲染展示。在一个优先的实施例中，步骤S1包括：S11、将城市信息模型建设集成二维空间信息、三维模型以实现二维、三维一体化，将电子地图瓦片数据分级从20级扩展至24级，并采用金字塔式分级管理；S12、对需要分级存储的14至21级进行精细度分类，侧重三维表达地形、水利、建筑、交通设施、管线管廊、场地、地下空间及植被。在优先的实施方式中，步骤S2通过混合模型展示各段分级的数据或模型，对混合模型的存储进行如下分类：在1-13级，只存储电子地图瓦片的文件数据；在14-17级，将适量数据存储在关系型数据库中，将nosql数据存储在三维模型切片中，将电子地图瓦片数据存储在文件夹中；对于18-21级，存储为三维模型，在展示的时候根据不同的多细节层次来控制模型展示的LOD；对于21-24级，细分出构件级别的要素来展示模型，根据构件的专业以及族分类对构件进行分图层的存储。在优先的实施例中，步骤S3包括：S31、二维瓦片数据切片与存储，在1-17级时采用紧凑型切片的方式，对二维瓦片进行切图以及存储；在18-24级时采用离散型切片的方式，使用虚拟目录进行存储；S32、三维数据切片与存储，在14-17级时，采用多分辨率八叉树的切图形式对三维模型进行切图；在18-24级时，采用R树的索引结构对三维模型进行切图。本专利技术系统采用如下技术方案来实现：基于CIM平台的数据分级请求渲染系统，包括：分级扩展模块，基于CIM平台的相关国际标准，对二维、三维数据模型分级进行扩展，并对LOD等级的最高几级数据按精细度进行划分；并根据扩展的二维、三维数据模型分级，定义每段分级需要展示的数据或模型；数据存储模块，根据分级扩展模块对数据或模型的定义与分级，在各个LOD等级上，按数据展示所需的最优化方式，确定二维、三维数据的存储方式，对二维、三维数据进行分级融合存储处理；加载渲染模块，根据渲染场景的需要，请求相应结构的数据，分级响应加载数据的请求进行渲染展示。与现有技术相比，本专利技术取得了如下有益效果：1、本专利技术对不同维度数据(例如二维数据和三维数据)采用分级融合存储的数据格式，并提出多源数据分级存储的思路，通过分级存储，二维、三维数据在CIM平台中可以根据分级请求数据并进行渲染，提高服务访问速度，优化用户体验。2、实现数据请求和数据渲染的分级处理。本专利技术可以根据视野范围进行数据过滤。对于大场景三维数据(LOD14-17)，只希望在大于一定范围之外进行展示；对于小场景数据(LOD18-24)，即精细场景数据，希望在范围内进行展示。本专利技术在原代码层次上区分上述大场景和小场景这两种数据，并且设定其相交的部分；同时为了避免数据的突兀，所以会有一定反冲半径的设置。因为两者数据是一致的，所以除了伞面问题，其他的影响性可能会没有。由于在任何情况下，大场景的数据量相对来说少一点，精细化场景的数据只有范围内的，所以整体的内存控制是可预期的。由于远场景的数据是常态化的、少量的，所以能够取得很快看到远场景的技术效果；而建筑场景由于数据精细比较好，所以能够取得非常逼真的观看效果。附图说明图1为本专利技术实施例中分级融合存储数据的流程示意图；图2为本专利技术实施例中LOD14-17级数据的八叉树存储节点示意图；图3为本专利技术实施例中LOD18-24级数据的存储节点示意图；其中(a)为存储节点的整体示意图，(b)为子节点与其子节点之间的关系示意图；图4为本专利技术实施例中LOD18-24级三维数据参数及索引逻辑示意图；图5为本专利技术实施例中LOD21-24级数据的BIM模型存储逻辑示意图。具体实施方式下面结合在城市信息模型(CIM)平台建设的实施例及附图对本专利技术做进一步详细的描述，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本专利技术，并不被配置为限定本专利技术。本专利技术的实施方式不限于此。实施例如图1所示，本实施例中基于CIM平台的数据分级请求渲染方法，采用融合存储数据格式，对输入的城市信息模型(CIM)平台项目、多源数据，进行分级融合存储及渲染。在分级融合存储的过程中，对多源数据进行分级和扩展，并对LOD14-LOD21(LevelsofDetail，多细节层次)级数据进行归类，定义不同级段下存储的数据或模型；最后根据不同级段的数据特点采用不同的数据切片方式，使多源数据高效分级融合存储；例如，三维数据和二维数据是分开进行存储的。二维数据以瓦片的形式存储在各个LOD等级上时，都是采用传统的四叉树切图(也叫切片)，切图的类型分为紧凑型和分散型，把这两种类型切图融合存储在同一数据源里；三维数据的模型融合存储参照14-24级的三维模型切图方式，进行分级存储。本实施例中基于CIM平台的数据分级请求渲染方法，在具体实现过程中包括以下步骤：步骤S1、混合模型分级管理：基于CIM平台的相关国际标准，对二维、三维数据模型分级进行扩展，并对LOD14-21级等最高几级的数据按精细度进行划分。S11、将城市信息模型建设集成二维空间信息、三维模型等实现二维、三维一体化，宜参照GB/T35634和GB/T51301等相关国际标准规定，将电子地图瓦片数据分级从20级扩展至24级，并采用金字塔式分级管理。分级扩展如表1所示：表1二三维一体的CIM分级显示规定扩展的CIM21至24级精细度(LOD)应与GB/T51301中BIM精细度一致，用项目级BIM、功能级BIM、构件级BIM和零件级BIM表达本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于CIM平台的数据分级请求渲染方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、基于CIM平台的相关国际标准，对二维、三维数据模型分级进行扩展，并对LOD等级的最高几级数据按精细度进行划分；/nS2、根据扩展的二维、三维数据模型分级，定义每段分级需要展示的数据或模型；/nS3、在各个LOD等级上，按数据展示所需的最优化方式，确定二维、三维数据的存储方式；/nS4、根据渲染场景的需要，请求相应结构的数据，分级响应加载数据的请求进行渲染展示。/n

【技术特征摘要】
1.基于CIM平台的数据分级请求渲染方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、基于CIM平台的相关国际标准，对二维、三维数据模型分级进行扩展，并对LOD等级的最高几级数据按精细度进行划分；
S2、根据扩展的二维、三维数据模型分级，定义每段分级需要展示的数据或模型；
S3、在各个LOD等级上，按数据展示所需的最优化方式，确定二维、三维数据的存储方式；
S4、根据渲染场景的需要，请求相应结构的数据，分级响应加载数据的请求进行渲染展示。


2.根据权利要求1所述的数据分级请求渲染方法，其特征在于，步骤S1包括：
S11、将城市信息模型建设集成二维空间信息、三维模型以实现二维、三维一体化，将电子地图瓦片数据分级从20级扩展至24级，并采用金字塔式分级管理；
S12、对需要分级存储的14至21级进行精细度分类，侧重三维表达地形、水利、建筑、交通设施、管线管廊、场地、地下空间及植被。


3.根据权利要求2所述的数据分级请求渲染方法，其特征在于，步骤S12中进行精细度分类后的模型包括：
I级模型，对应14-17级，侧重三维符号表达建筑物、主要道路、水利的体块特征；
II级模型，对应18-19级，表达要素三维框架和表面，重要区域和重要要素凸凹结构的边长大于等于1.0m的细化建模；
III级模型，对应20级，表达要素三维框架、表面，重要区域和重要要素凸凹结构的边长大于等于0.5m的细化建模；
IV级模型，对应21级，表达要素三维框架、表面及其细节，重要要素凸凹结构的边长大于等于0.2m的细化生成精细模型。


4.根据权利要求1所述的数据分级请求渲染方法，其特征在于，步骤S2通过混合模型展示各段分级的数据或模型，对混合模型的存储进行如下分类：
在1-13级，只存储电子地图瓦片的文件数据；
在14-17级，将适量数据存储在关系型数据库中，将nosql数据存储在三维模型切片中，将电子地图瓦片数据存储在文件夹中；
对于18-21级，存储为三维模型，在展示的时候根据不同的多细节层次来控制模型展示的LOD；
对于21-24级，细分出构件级别的要素来展示模型，根据构件的专业以及族分类对构件进行分图层的存储。


5.根据权利要求1所述的数据分级请求渲染方法，其特征在于，步骤S3包括：
S31、二维瓦片数据切片与存储，在1-17级时采用紧凑型切片的方式，对二维瓦片进行切图以及存储；在18-24级时采用离散型切片的方式，使用虚拟目录进行存储；
S32、三维数据切片与存储，在14-17级时，采用多分辨率八叉树的切图形式对三...

【专利技术属性】
技术研发人员：符艺瀚，陈顺清，彭进双，包世泰，葛鹏，陈奇志，
申请(专利权)人：奥格科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44