基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方法及系统，包括：获取当前项目工程的工程独立坐标系，计算坐标范围，根据坐标范围计算顶层瓦片；基于顶层瓦片，构建地形瓦片格网；获取当前项目工程的DEM数据和DOM数据，基于地形瓦片格网坐标范围，确定DEM数据和DOM数据所在瓦片的层级，得到影像瓦片格网；根据影像瓦片格网得到三维地形纹理数据；获取当前项目工程的倾斜摄影数据，根据工程独立坐标系对倾斜摄影数据坐标转换，得到倾斜瓦片格网以及倾斜纹理坐标；根据倾斜瓦片格网以及影像瓦片格网的瓦片层级关系，对三维地形纹理数据与倾斜纹理坐标进行融合。本发明专利技术为利用倾斜模型和DEMDOM进行场景整合提供了一种高效智能处理方法。种高效智能处理方法。种高效智能处理方法。

【技术实现步骤摘要】
基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方法及系统


[0001]本专利技术涉及地理信息数据处理领域，特别涉及一种基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方法及系统。

技术介绍

[0002]倾斜摄影测量技术是摄影测量领域近十几年发展起来的一项高新技术，该技术通过从一个垂直、四个倾斜共五个不同的视角同步采集影像，获取到丰富的建筑物顶面及侧视的高分辨率纹理，能够生成高分辨率的实景三维模型，可真实反映地物情况和表面纹理信息，但是生成的三维模型整块独立，一般为工程独立坐标系，而且表面结构复杂，三角网分布不均匀，存在无法直接和传统 DEMDOM构建的地形融合的问题，因为不是一个连续的三角网，会导致重叠区域相互压盖、模型求交多次、渲染效果不一致等问题,如何利用将这种多源的三维模型融合处理成一个连续三角网，并且结合工程坐标系就行场景构建，是提高实景三维模型利用价值亟待解决的问题和难点。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的倾斜摄影无法与传统 DEMDOM数据进行纹理融合的问题，提供一种基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方法及系统，本专利技术能够实现多源数据的面片级数据融合处理和层次结构的保留。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0005]一种基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方法，所述方法包括：
[0006]获取当前项目工程的工程独立坐标系，计算所述工程独立坐标系的坐标范围，根据所述坐标范围计算顶层瓦片；基于所述顶层瓦片，构建地形瓦片格网；
[0007]获取当前项目工程的DEM数据和DOM数据，基于所述地形瓦片格网中每个瓦片的坐标范围，确定DEM数据和DOM数据所在瓦片的层级，得到影像瓦片格网；根据所述影像瓦片格网得到三维地形纹理数据；
[0008]获取当前项目工程的倾斜摄影数据，根据所述工程独立坐标系对所述倾斜摄影数据进行逐层级的坐标转换，得到倾斜瓦片格网以及倾斜纹理坐标；
[0009]根据倾斜瓦片格网以及所述影像瓦片格网的瓦片层级关系，对所述三维地形纹理数据与所述倾斜纹理坐标进行融合。
[0010]根据一种具体的实施方式，上述基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方法中，所述计算所述工程独立坐标系的坐标范围，根据所述坐标范围计算顶层瓦片，包括：
[0011]根据工程独立坐标系的中央子午线和投影高，通过高斯投影正算，计算中央子午线左右两侧的最大东坐标与最小东坐标；
[0012]计算投影坐标系的最大北坐标与最小北坐标，进而得到整个坐标系在XOY 平面的坐标范围；根据所述坐标范围计算顶层瓦片。
[0013]根据一种具体的实施方式，上述基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方
法中，所述基于所述首级瓦片的数量与范围，构建地形瓦片格网，包括：
[0014]采用四叉树分裂，将所述顶层瓦片向下分裂至预设分裂层级，得到所述地形瓦片格网。
[0015]根据一种具体的实施方式，上述基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方法中，所述基于所述地形瓦片格网中每个瓦片的坐标范围，确定DEM数据和DOM数据所在瓦片的层级，得到影像瓦片格网，包括：
[0016]读取DEM和DOM数据的元数据信息，计算DEM和DOM数据所在瓦片的层级，以及瓦片索引的序号；
[0017]计算DEM和DOM数据所在瓦片的坐标范围，并根据所述坐标范围和瓦片像素，采用区域重采样读取的方式，加载得到所在瓦片的影像和高程数据；采用重采样场景坐标，逐像素遍历，对影像顶点坐标赋高程值，得到影像瓦片格网。
[0018]根据一种具体的实施方式，上述基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方法中，所述根据所述影像瓦片格网得到三维地形纹理数据，包括：
[0019]通过三角面片或四角面片的方式对所述影像瓦片格网的影像顶点坐标进行三维重建，得到所述三维地形纹理数据。
[0020]根据一种具体的实施方式，上述基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方法中，所述根据所述工程独立坐标系对所述倾斜摄影数据进行逐层级的坐标转换，包括：
[0021]获取所述倾斜摄影数据的坐标系信息，计算所述工程独立坐标系与所述倾斜摄影数据的坐标系信息之间的仿射变换矩阵；
[0022]基于所述仿射变换矩阵，对所述倾斜摄影数据进行逐层级的坐标转换。
[0023]根据一种具体的实施方式，上述基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方法中，所述根据倾斜瓦片格网以及所述影像瓦片格网的瓦片层级关系，对所述三维地形纹理数据与所述倾斜纹理坐标进行融合，包括：
[0024]步骤41，读取所述倾斜瓦片格网，计算在XOY平面的矩形边界AABB 和根节点对应的凹包CH；
[0025]步骤42，计算所述倾斜瓦片格网对应的初始层级数n和每层级的瓦片索引；
[0026]步骤43，提取所述影像瓦片格网中的顶层DEMDOM影像瓦片，应用凹包 CH进行顶点叠置分析，去掉在凹包里面的顶点；
[0027]步骤44，提取所述倾斜瓦片格网中的顶层格网瓦片，采用三角网生长算法对格网瓦片进行三角面的融合，得到融合三角面后的倾斜瓦片格网；
[0028]步骤45，将所述三维地形纹理数据以二重纹理方式赋予融合三角面后的倾斜瓦片格网，并设置渲染纹理状态，实现纹理的统一；
[0029]步骤46，自顶层瓦片向下遍历，重复步骤43～45，完成n级倾斜瓦片格网的融合处理。
[0030]在本专利技术进一步的实施例中，还提供一种基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理系统，包括：处理器、网络接口和存储器，所述处理器、所述网络接口和所述存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行上述基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方法。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0032]本专利技术利用工程坐标系建立地形瓦片格网，根据所述地形瓦片格网建立相应的影像格网与倾斜瓦片格网，从而利用层级关系，实现倾斜模型和三维地形影像数据的融合；在融合过程中，本方法直接利用倾斜模型层级数据，减少构面的运算量，并且避免因重构倾斜模型导致的几何形状及纹理精度损失，提高了融合效率和成果质量；采用本专利技术可快捷稳健地实现工程独立坐标系下的倾斜模型和三维地形融合，降低了倾斜模型的利用难度，且方法与工程应用结合紧密、容易自动化处理实现。
附图说明：
[0033]图1为本专利技术实施例所提供的多源三维模型融合处理方法在一种实施例中的流程示意图；
[0034]图2为本专利技术实施例所提供的多源三维模型融合处理方法在一种实施例中的流程示意图；
[0035]图3为本专利技术示例性实施例的顶点融合原理示意图；
[0036]图4为本专利技术示例性实施例的基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理系统结构框图。
具体实施方式
[0037]下面结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方法，其特征在于，所述方法包括：获取当前项目工程的工程独立坐标系，计算所述工程独立坐标系的坐标范围，根据所述坐标范围计算顶层瓦片；基于所述顶层瓦片，构建地形瓦片格网；获取当前项目工程的DEM数据和DOM数据，基于所述地形瓦片格网中每个瓦片的坐标范围，确定DEM数据和DOM数据所在瓦片的层级，得到影像瓦片格网；根据所述影像瓦片格网得到三维地形纹理数据；获取当前项目工程的倾斜摄影数据，根据所述工程独立坐标系对所述倾斜摄影数据进行逐层级的坐标转换，得到倾斜瓦片格网以及倾斜纹理坐标；根据倾斜瓦片格网以及所述影像瓦片格网的瓦片层级关系，对所述三维地形纹理数据与所述倾斜纹理坐标进行融合。2.如权利要求1所述的基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方法，其特征在于，所述计算所述工程独立坐标系的坐标范围，根据所述坐标范围计算顶层瓦片，包括：根据工程独立坐标系的中央子午线和投影高，通过高斯投影正算，计算中央子午线左右两侧的最大东坐标与最小东坐标；计算投影坐标系的最大北坐标与最小北坐标，进而得到整个坐标系在XOY平面的坐标范围；根据所述坐标范围计算顶层瓦片。3.如权利要求2所述的基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方法，其特征在于，所述基于所述首级瓦片的数量与范围，构建地形瓦片格网，包括：采用四叉树分裂，将所述顶层瓦片向下分裂至预设分裂层级，得到所述地形瓦片格网。4.如权利要求1所述的基于工程独立坐标系的多源三维模型融合处理方法，其特征在于，所述基于所述地形瓦片格网中每个瓦片的坐标范围，确定DEM数据和DOM数据所在瓦片的层级，得到影像瓦片格网，包括：读取DEM和DOM数据的元数据信息，计算DEM和DOM数据所在瓦片的层级，以及瓦片索引的序号；计算DEM和DOM数据所在瓦片的坐标范围，并根据所述坐标范围和瓦片像素，采用区域重采样读取的方式，加载得到所在瓦片的影像和高程数据；采用重采样场景坐标，逐像素遍历，对影像顶点坐标赋高程值，得到影像瓦片格网。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥海燕，周玉辉，刘畅，何杰，梅熙，刘威，代强玲，张可军，邓军桥，郭刚，罗明圣，胡光常，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：