一种基于八叉树的多源数据空间融合方法技术

本发明专利技术公开了一种基于八叉树的多源数据空间融合方法，包括以下步骤：确定空间数据模型的细分层级level参数以及三维场景中空间数据模型坐标原点的地理位置；将空间数据模型进行投影；基于八叉树算法，生成空间数据模型的每一级具有空间位置和范围的体模型；将所有体模型进行编码，得到体模型的编码；将体模型的编码、范围、空间位置、细分层级level参数以及关联属性信息的唯一编号存入数据库；通过体模型与业务数据进行融合渲染分析，实现基于八叉树的多源数据空间融合。本发明专利技术解决了在三维立体空间的融合技术没有比较完善的解决方案和传统三维空间融合分析在空间数据范围较大时，空间分析计算效率低下以及时间效率不高的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于八叉树的多源数据空间融合方法


[0001]本专利技术属于多源数据融合
，具体涉及一种基于八叉树的多源数据空间融合方法。

技术介绍

[0002]数据融合技术是指通过一定的算法“合并”来自多个信息源的数据，以产生更可靠、更准确的信息，并根据这些信息做出最可靠的决策，即根据多源观测信息给出一个关于状态的最优估计量。充分利用已有的数据，降低成本，实现信息资源的共享。
[0003]多源数据空间融合在数字孪生三维可视化领域应用及其重要，可以实现三维的空间分析技术。三维场景中模型与业务数据联合分析可以更加直观、多维度展示物态分布情况。多源数据空间融合技术可以解决三维城市建筑物上的空间统计分析，相较于单一数据源模型,多源数据模型具有更多的原始信息,在数据推断方面表现更加优良、丰富。
[0004]但是传统的多源空间数据融合技术主要从二维角度进行分析解决问题，三维立体空间的融合技术没有比较完善的解决方案。并且当空间数据范围较大的时候，空间分析计算效率低下，时间效率不高。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种基于八叉树的多源数据空间融合方法，解决了在三维立体空间的融合技术没有比较完善的解决方案和传统的三维空间融合分析在空间数据范围较大时，空间分析计算效率低下以及时间效率不高的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种基于八叉树的多源数据空间融合方法，包括以下步骤：S1、确定空间数据模型的细分层级level参数以及三维场景中空间数据模型坐标原点的地理位置；S2、根据三维场景中空间数据模型坐标原点的地理位置，将空间数据模型进行投影，得到空间数据模型的空间位置和范围；S3、基于八叉树算法，生成空间数据模型的每一级具有空间位置和范围的体模型；S4、将所有体模型进行编码，得到体模型的编码；S5、将体模型的编码、范围、空间位置、细分层级level参数以及关联属性信息的唯一编号存入数据库；S6、根据分析范围，通过体模型与业务数据进行融合渲染分析，实现基于八叉树的多源数据空间融合。
[0007]本专利技术的有益效果是：本专利技术使用八叉树算法进行空间数据划分，根据细分层级level参数生成空间数据模型八叉树结构节点的体模型，将复杂的空间数据转变成简单的体模型，并对体模型进行编码，直接利用编码可以分析得到空间位置信息。并且编码本身就是坐标的另一种形式，可直接寻址，解决了在三维立体空间的融合技术没有比较完善的解
决方案和传统的三维空间融合分析在空间数据范围较大时，空间分析计算效率低下以及时间效率不高的问题。
[0008]进一步地，所述S2的具体步骤为：S21、根据三维场景中空间数据模型坐标原点的地理位置，设置空间数据模型坐标系下空间数据模型的轴、轴以及轴朝向；S22、利用Web墨卡托投影空间数据模型坐标系，将空间数据模型坐标原点的地理位置转换成Web墨卡托投影后的坐标，并将空间数据模型进行Web墨卡托投影，放到投影后的坐标处，得到空间数据模型的空间位置，其中，表示投影后空间数据模型坐标原点的经度，表示投影后空间数据模型坐标原点的纬度，表示投影后空间数据模型坐标原点的高度；S23、根据空间数据模型坐标原点的地理位置以及轴、轴和轴，利用正方体包围盒算法计算得到空间数据模型的最外层体模型的范围，得到空间数据模型的范围。
[0009]上述进一步方案的有益效果为：使用Web墨卡托投影，能够统一坐标系，并且可以将复杂的地理南北纬东西经度数球体单位转换成方便计算的平面米单位。
[0010]进一步地，所述S3的具体步骤为：S31、沿着轴、轴以及轴方向将空间数据模型的最外层体模型划分为八个大小相等的体模型，且划分的体模型具有空间位置和范围；S32、判断空间数据模型的细分层级level参数是否等于预设参数，若是，则停止细分，生成空间数据模型的每一级具有空间位置和范围的体模型，否则，进入S33；S33、检测每个体模型内是否存在空间数据模型，若存在，则将体模型划分为八个大小相等的体模型，且划分的体模型具有空间位置和范围，返回S32，否则，不进行划分，返回S32。
[0011]上述进一步方案的有益效果为：本专利技术对体模型进行了分级处理，因此分析时可以任意决定分析效果的精细程度，当大范围宏观角度分析时可以选择细分层级level参数小的体模型进行分析，当需要精细微观分析时可以选择细分层级level参数大的体模型进行参与分析。
[0012]进一步地，所述S4的具体步骤为：S41、将每个体模型均设置一个具有三个轴向编号的坐标值；S42、假设为空间数据模型坐标系下任意的点，当坐标值为整数时，根据编码公式将所在的体模型表示为二进制，得到体模型的编码，其中，表示所在体模型在轴的行号，表示所在体模型在轴的列号，表示所在体模型在轴的深度。
[0013]进一步地，所述S42中编码公式为：进一步地，所述S42中编码公式为：
其中，表示体模型的编码，表示编码中第位的数值，表示轴上任意行号数的二进制数中的其中任意一位，表示轴上任意列号数的二进制数中的其中任意一位，表示轴上任意深度数的二进制数中的其中任意一位。
[0014]上述进一步方案的有益效果为：将体模型进行编码，而编码容易存储和执行，容易实现集合、相加等组合操作，数据结构方法简洁，生成速度快，无冗余信息，而且能够详细地记录构成空间数据实体的原始特征参数，一次性生成后入库作为基础数据，后期可以进行多次应用。当需要多个数据和空间数据模型进行融合时，不需要实时进行空间查询分析，而直接通过编码查询，减小融合时的计算复杂度，减少计算时间，提高分析效率。
[0015]进一步地，所述S6的具体步骤为：S61、根据分析范围以及空间数据模型的细分层级level参数，计算得到在指定范围内体模型的编号集合；S62、根据体模型的编号集合，在数据库中查询需要的体模型；S63、将查询的体模型的关联属性信息的唯一编号和业务数据融合；S64、根据实际业务需求渲染体模型,得到最终的分析结果，实现基于八叉树的多源数据空间融合。
[0016]进一步地，所述S61的具体步骤为：B1、将分析范围转换至Web墨卡托投影坐标系，得到范围最小值和范围最大值的投影坐标值，其中，表示投影后的经度，表示投影后的纬度，表示投影后的高度；B2、根据空间数据模型的细分层级level参数，分别获取体模型的大小和空间数据模型的正方体包围盒的边长，计算点的编号坐标，其中，点表示指定范围内体模型对应的坐标值，表示点的行号，表示点的列号，表示点的深度；B3、对、以及进行向下取整，得到最大值编号坐标值，对、以及进行向下取整，得到最小值编号坐标值；B4、获取在最大值编号坐标值以及最小值编号坐标值之间的所有编号坐标值集合；B5、基于编号坐标值集合，通过体模型编码公式，计算得到体模型编码集合。
[0017]进一步地，所述B2中计算点的编号坐标的公式为：
其中，表示投影后的经度，表示投影后的纬度，表示投影后的高度，表示体模型的大小，表示体模型的边长，表示细分层级level参数。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于八叉树的多源数据空间融合方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、确定空间数据模型的细分层级level参数以及三维场景中空间数据模型坐标原点的地理位置；S2、根据三维场景中空间数据模型坐标原点的地理位置，将空间数据模型进行投影，得到空间数据模型的空间位置和范围；S3、基于八叉树算法，生成空间数据模型的每一级具有空间位置和范围的体模型；S4、将所有体模型进行编码，得到体模型的编码；S5、将体模型的编码、范围、空间位置、细分层级level参数以及关联属性信息的唯一编号存入数据库；S6、根据分析范围，通过体模型与业务数据进行融合渲染分析，实现基于八叉树的多源数据空间融合。2.根据权利要求1所述的基于八叉树的多源数据空间融合方法，其特征在于，所述S2的具体步骤为：S21、根据三维场景中空间数据模型坐标原点的地理位置，设置空间数据模型坐标系下空间数据模型的轴、轴以及轴朝向；S22、利用Web墨卡托投影空间数据模型坐标系，将空间数据模型坐标原点的地理位置转换成Web墨卡托投影后的坐标，并将空间数据模型进行Web墨卡托投影，放到投影后的坐标处，得到空间数据模型的空间位置，其中，表示投影后空间数据模型坐标原点的经度，表示投影后空间数据模型坐标原点的纬度，表示投影后空间数据模型坐标原点的高度；S23、根据空间数据模型坐标原点的地理位置以及轴、轴和轴，利用正方体包围盒算法计算得到空间数据模型的最外层体模型的范围，得到空间数据模型的范围。3.根据权利要求2所述的基于八叉树的多源数据空间融合方法，其特征在于，所述S3的具体步骤为：S31、沿着轴、轴以及轴方向将空间数据模型的最外层体模型划分为八个大小相等的体模型，且划分的体模型具有空间位置和范围；S32、判断空间数据模型的细分层级level参数是否等于预设参数，若是，则停止细分，生成空间数据模型的每一级具有空间位置和范围的体模型，否则，进入S33；S33、检测每个体模型内是否存在空间数据模型，若存在，则将体模型划分为八个大小相等的体模型，且划分的体模型具有空间位置和范围，返回S32，否则，不进行划分，返回S32。4.根据权利要求1所述的基于八叉树的多源数据空间融合方法，其特征在于，所述S4的具体步骤为：S41、将每个体模型均设置一个具有三个轴向编号的坐标值；S42、...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐锴，唐浩天，彭真，曾凡，冉桂玲，
申请(专利权)人：四川易利数字城市科技有限公司，
类型：发明
国别省市：