一种复杂水工建筑模型与三维地形的智能无缝镶嵌方法技术

本发明专利技术公开了一种复杂水工建筑模型与三维地形的智能无缝镶嵌方法。它包括如下步骤，步骤一：模型地下结构标记：步骤二：模型底面高度图生成；步骤三：高度图形态学优化处理；步骤四：不同层级高程偏移值计算；根据三维地形瓦片不同层级切换的视点高度，近似估算三维渲染过程中远近裁剪面的距离，计算符合深度缓存精度条件下的最小高程差；步骤五：三维地形瓦片生成与更新；根据3DGIS场景要求的三维地形瓦片分幅和命名规则，同时考虑不同层级的高程偏移值条件，对水工建筑模型底面高度图生成三维地形瓦片，并对已有的地形瓦片进行局部替换和更新。本发明专利技术具有实现复杂水工建筑模型与三维地形场景的无缝贴合，提升模型场景的展示效果的优点。的优点。的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂水工建筑模型与三维地形的智能无缝镶嵌方法


[0001]本专利技术涉及三维地理信息
，涉及一种三维地形的修改方法，更具体地说它是一种复杂水工建筑模型与三维地形的智能无缝镶嵌方法。

技术介绍

[0002]在工程的规划设计过程中，当完成某一阶段的模型建模后，为了直观呈现建成后的效果，可借助三维地理信息系统(3DGIS)软件，在虚拟场景中叠加建筑模型的设计成果进行三维展示。在3DGIS场景中，地形以数字高程模型(DEM)的方式存储，每个像素点代表一个高程数据。在实际应用中，通常将DEM数据重采样形成多层级的金字塔三维地形瓦片，以满足3DGIS软件的加载和渲染显示需求。
[0003]DEM数据生成的三维地形瓦片能准确描述工程所在区域的地形起伏，但在工程施工过程中，特别是在地基部分的施工时，通常需要对地形进行局部的整平、开挖、回填等处理，从而改变了原始的地形结构。为了在3DGIS场景中真实表达地形修改后的变化，需要对DEM或三维地形瓦片数据进行修改，以实现建筑模型与三维地形的无缝贴合。
[0004]目前实现建筑模型与三维地形贴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂水工建筑模型与三维地形的智能无缝镶嵌方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：模型地下结构标记：对水工建筑模型中应填埋于地形之下的部件结构，在3DGIS场景中交互式的选取并标记；步骤二：模型底面高度图生成；按照一定的采样分辨率，对模型底面进行三维射线法相交测试，生成模型底面高度图；步骤三：高度图形态学优化处理；对水工建筑模型中镂空的部件结构，以及因建模不规范导致的相邻面片缝隙等，对高度图进行形态学处理；步骤四：不同层级高程偏移值计算；根据三维地形瓦片不同层级切换的视点高度，近似估算三维渲染过程中远、近裁剪面的距离，计算符合深度缓存精度条件下的最小高程差；步骤五：三维地形瓦片生成与更新；根据3DGIS场景要求的三维地形瓦片分幅和命名规则，同时考虑不同层级的高程偏移值条件，对水工建筑模型底面高度图生成三维地形瓦片，并对已有的地形瓦片进行局部替换和更新。2.根据权利要求1所述的复杂水工建筑模型与三维地形的智能无缝镶嵌方法，其特征在于：在步骤一中，水工建筑模型中填埋于地形之下的部件结构包括地下输水管道、廊道；在步骤三中，镂空的部件结构包括的风井、预留孔洞。3.根据权利要求1或2所述的复杂水工建筑模型与三维地形的智能无缝镶嵌方法，其特征在于：在步骤二中，水工建筑模型底面高度图生成的方法，包括如下步骤：步骤2.1：水工建筑模型空间范围计算与底面高度图初始化；步骤2.2：水工建筑模型底面三维射线相交测试；步骤2.3：根据每个像素的相交测试结果，计算高度图高程值并赋值。4.根据权利要求3所述的复杂水工建筑模型与三维地形的智能无缝镶嵌方法，其特征在于：在步骤2.1中，水工建筑模型空间范围计算与底面高度图初始化的方法，包括如下步骤：步骤2.1.1：将水工建筑模型准确放置到3DGIS场景中对应区域，计算水工建筑模型在XY平面上的矩形包围盒Xmin,Xmax,Ymin,Ymax；步骤2.1.2：根据3DGIS场景的空间参考和三维展示精度要求，定义水工建筑模型底面高度图的分辨率R0，根据XY平面范围设置对应的坐标范围和空间参考，计算高度图的行列数Rows和Cols并初始化；在步骤2.2中，水工建筑模型底面三维射线相交测试的方法，包括如下步骤：步骤2.2.1：对水工建筑模型底面高度图进行逐像素遍历，当前遍历至像素i，获取当前像素坐标(Xi,Yi)；步骤2.2.2：沿Z轴从地下向水工建筑模型底部方向进行三维射线法相交测试，定义三维射线的起点vecStart＝(Xi,Yi,
‑
10000)，终点vecEnd＝(Xi,Yi,10000)；每个像素的相交测试结果按照高程值升序排列；
在步骤2.3中，计算高度图高程值并赋值的方法，包括如下步骤：步骤2.3.1：遍历像素i三维射线相交测试的结果序列，通过类型过滤结果序列中的三维地形，通过模型UID过滤被标记的地下结构部件；步骤2.3.2：若过滤后的序列不为空，获取高程值最小的部件，其类型为Tj，高程值为Zj，对底面高度图对应的像素赋值Zi＝Zj；若过滤后的序列为空，则赋值Zi＝无效值。5.根据权利要求4所述的复杂水工建筑模型与三维地形的智能无缝镶嵌方法，其特征在于：在步骤三中，对高度图进行形态学处理的方法，包括如下步骤：步骤3.1：对底面高度图进行形态学膨胀处理；步骤3.2：对底面高度图进行形态学腐蚀处理。6.根据权利要求5所述的复杂水工建筑模型与三维地形的智能无缝镶嵌方法，其特征在于：在步骤三中，在步骤3.1中，对底面高度图进行形态学膨胀处理的方法，包括如下步骤：步骤3.1.1：根据底面高度图的总体形态、分辨率、孔洞出现情况，综合确定形态学腐蚀、膨胀次数N，并对高度图边缘外扩N像素无效值；步骤3.1.2：采用3*3模板对原高度图进行逐像素遍历，若3*3模板中心像素高程值为无效值，且3*3邻域存在有效高程值，则令中心像素高程Zt＝3*3邻域高程均值；若3*3模板中心像素高程值为有效值，或中心像素为无效高程且3*3邻域均为无效值，则跳过该像素，执行下一个像素的遍历；步骤3.1.3：重复步骤3.1.2的形态学膨胀...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成堃，张力，马瑞，邱鑫，张航，张雄，
申请(专利权)人：长江空间信息技术工程有限公司武汉，
类型：发明
国别省市：