一种大规模三维高精度地图快速生成方法技术

本发明专利技术公开了一种大规模三维高精度地图快速生成方法，包括以下步骤：步骤S1，获取地理信息数据；步骤S2，多块地形的生成；步骤S3，单块地形的生成；步骤S4，完成地形生成。通过本发明专利技术中提供的方法，能够根据真实地理信息数据，包括地形范围，卫星图片，高程数据等，能够精确还原真是地形，且地形还原度高，方便了使用者使用。通过必要的参数配置，一键完成大规模地形的自动生成。通过自动解析范围文件得到地形大小，能够对范围内的地形进行分块处理，能够自动平滑高程数据，呈现出自然过渡的视觉效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种大规模三维高精度地图快速生成方法


[0001]本专利技术属于GIS数据可视化
，具体为一种大规模三维高精度地图快速生成方法。

技术介绍

[0002]根据国家“十四五”发展规划主要任务的第七点，打造数字智能的智慧运输服务，为响应国家号召，大量的数字孪生应用应运而生。数字孪生的重要意义在于实现了现实物理系统向数字化模型的反馈，能够基于数字化模型进行各类仿真、分析、数据积累、挖掘，甚至可以研发出人工智能相关应用。大部分数字孪生应用离不开数字底座，也就是基于真实地理信息数据搭建的地形模型，但是地形模型因其自身规模大、数量多，生成加载成为了三维可视化环境研究的重要问题之一。
[0003]使用传统的建模方法来制作真实地形需要投入大量的人力物力，如果是大规模地形的人工建模，投入更是无法想象。类似unity，ue4等三维引擎已经推出了地形制作工具，只需要设置地形的大小，然后导入photoshop绘制的黑白高度图，并利用引擎中的地形笔刷工具，就能实现地形的快速生成，但是如果使用这种方法生成真实地形，需要很多繁琐的操作，比如地形大小需要手动计算，地形的高程数据也不能直接导入unity，甚至用photoshop转换成黑白高度图导入也会出现问题，而且创建大规模地形也是一大难题。
[0004]综上所述，通过人工建模成本高，使用Unity等游戏引擎存在精度不高，高程比例不正确，生成速度不够快，还原程度达不到要求等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种大规模三维高精度地图快速生成方法，以解决
技术介绍
中提出的现有技术中，通过人工建模成本高，使用Un ity等游戏引擎存在精度不高，高程比例不正确，生成速度不够快，还原程度达不到要求的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]一种大规模三维高精度地图快速生成方法，包括以下步骤：
[0008]步骤S1，获取地理信息数据；地理信息数据包括卫星图片数据、地形高程数据以及所要生成区域的地形范围的经纬度数据；
[0009]步骤S2，多块地形的生成；多块地形的生成包括切分范围数据、切分高程数据和卫星影像数据；其中，切分范围数据具体为：
[0010]假设总地形范围为区域，解析区域范围数据，得到区域的经纬度点数据；通过计算经纬度的经纬差换算得到总地形的长宽；
[0011]切分高程数据和卫星影像数据具体为：高程数据和卫星影像数据根据地形的分块数量进行切割；
[0012]步骤S3，单块地形的生成；单块地形的生成包括以下步骤：
[0013]步骤S301，假设单块地形为区域，解析单块地形的区域范围数据，得到单块地形的
经纬度点数据；通过计算经纬度的经纬差换算得到单块地形的长度和宽度；
[0014]步骤S302，地形高程数据解析与映射，地形的高程数据通过要素的坐标值(x,y)与高程值z的组合描述地形的起伏，通过解析高程数据获得高程数据的二维数组；
[0015]步骤S303，卫星影像纹理映射；
[0016]步骤S4，完成地形生成。
[0017]根据上述技术方案，步骤S2中，切分范围数据得到的区域的经纬度点数据，其中左下角为经纬度最小的点，右上角为经纬度最大的点。
[0018]根据上述技术方案，步骤S2中，总地形的长宽的计算具体为：
[0019][0020]式(1)中，LatMin为左下角的纬度，LonMin为左下角的经度，LatMax为右上角的纬度，LonMax为右上角的经度，Block为分块数量；根据公式1可以得到第n块地形的左下角经纬度以及第n块地形的右上角经纬度。
[0021]根据上述技术方案，计算经纬度的经纬差具体为：
[0022]C＝sin(LatA*Pi/180)*sin(LatB*Pi/180)+cos(LatA*Pi/180)*cos(LatB*Pi/180)*cos((LonA
‑
LonB)*Pi/180)
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(2)
[0023]Distance＝R*Arccos(C)*Pi/180)
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(3)
[0024]其中，R为地球半径；LatA为点A的纬度，LonA为点A的经度，Distance为两个经纬度点之间的距离，Pi为圆周率，C为距离的弧度值。
[0025]根据上述技术方案，步骤S302中，地形高程数据解析具体为：
[0026]地形高程数据通过要素的坐标值(x，y)与高程值z的组合描述地形的起伏，通过解析高程数据可以获得高程数据的二维数组；具体为：
[0027]Altitude＝Z
‑
(Z(min)
‑
z)
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(4)
[0028]Altitude为当前点的重映射高程值，Z为该点原高程值，Z(min)为该范围内所有高程值的最小值，z为模型空间下的最小高度值。
[0029]根据上述技术方案，步骤S303中，卫星影像纹理映射具体包括：
[0030]步骤A1，通过UV Mapping将三维的空间坐标点转化为参数空间坐标；
[0031]步骤A2，参数空间坐标通过变换函数转换到纹理空间坐标；
[0032]步骤A3，纹理空间坐标通过纹理采样得到纹理值。
[0033]根据上述技术方案，变换函数采用Repeat、Mirror、Clamp或Border中的一种。
[0034]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0035]1、通过本专利技术中提供的方法，能够根据真实地理信息数据，包括地形范围，卫星图片，高程数据等，能够精确还原真是地形，且地形还原度高，方便了使用者使用。
[0036]2、通过必要的参数配置，一键完成大规模地形的自动生成。通过自动解析范围文件得到地形大小，能够对范围内的地形进行分块处理，能够自动平滑高程数据，呈现出自然
过渡的视觉效果。
附图说明
[0037]图1为本专利技术地形网格示意图；
[0038]图2为本专利技术纹理映射过程示意图；
[0039]图3为本专利技术地形分块示意图；
[0040]图4为本专利技术示例示意图之一；
[0041]图5为本专利技术示例示意图之二。
具体实施方式
[0042]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0043]实施例一
[0044]如图1至图3所示，一种大规模三维高精度地图快速生成方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0045]步骤S1，获取地理信息数据；地理信息数据包括卫星本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大规模三维高精度地图快速生成方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1，获取地理信息数据；地理信息数据包括卫星图片数据、地形高程数据以及所要生成区域的地形范围的经纬度数据；步骤S2，多块地形的生成；多块地形的生成包括切分范围数据、切分高程数据和卫星影像数据；其中，切分范围数据具体为：解析区域范围数据，得到区域的经纬度点数据；通过计算经纬度的经纬差换算得到总地形的长宽；切分高程数据和卫星影像数据具体为：高程数据和卫星影像数据根据地形的分块数量进行切割；步骤S3，单块地形的生成；单块地形的生成包括以下步骤：步骤S301，解析单块地形的区域范围数据，得到单块地形的经纬度点数据；通过计算经纬度的经纬差换算得到单块地形的长度和宽度；步骤S302，地形高程数据解析与映射，地形的高程数据通过要素的坐标值(x,y)与高程值z的组合描述地形的起伏，通过解析高程数据获得高程数据的二维数组；步骤S303，卫星影像纹理映射；步骤S4，完成地形生成。2.根据权利要求1所述的一种大规模三维高精度地图快速生成方法，其特征在于：步骤S2中，切分范围数据得到的区域的经纬度点数据，其中左下角为经纬度最小的点，右上角为经纬度最大的点。3.根据权利要求1所述的一种大规模三维高精度地图快速生成方法，其特征在于：步骤S2中，总地形的长宽的计算具体为：S2中，总地形的长宽的计算具体为：S2中，总地形的长宽的计算具体为：式(1)中，LatMin为左下角的纬度，LonMin为左下角的经度，LatMax为右上角的纬度，LonMax为右上角的经度，Block为分块数量；根据公式1可以得到第n块地形的左下角经纬度以及第n块地形的右上角经纬度。4.根据权利要求1所述的一种大规模三维高精度地图快速生成方法，其特征在于：步骤S301中，计...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘一明，张明剑，刘双侨，曾宇，
申请(专利权)人：四川易方智慧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：