(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011259033.X
(22)申请日 2020.11.12
基础地理信息中心）
地址 510075 广东省广州市越秀区环市东
路468号2栋
(72)发明人 练栩 陈鑫祥 刘雪俊 刘思洁
蒋凤钗
(74)专利代理机构 北京纽乐康知识产权代理事
务所(普通合伙) 11210
代理人 唐忠庆
(51)Int.Cl.
G06T 17/05(2011.01)
G06F 16/9537(2019.01)
G06F 16/29(2019.01)
G06T 15/00(2011.01)G06T 15/04(2011.01)G06T 15/20(2011.01)H04L 29/08(2006.01)
(54)发明名称一种自主可控的三维立体自然资源一张图系统构建方法(57)摘要本发明公开了一种自主可控的三维立体自然资源一张图系统构建方法，包括步骤：创建三维空间数据的建库方案，通过并行处理机制将原始空间数据进行建库处理，生成可用于服务发布的三维数据集，该三维数据集支持天地图瓦片金字塔标准；对三维数据集进行数据提取，发布支持REST或KVP或SOAP协议的数据服务；对三维数据 集进行分析计算发布支持HTTP协议的的功能服务；将发布的功能服务和数据服务依次进行三维几何计算、纹理渲染、三维视图构建和动态可视化，形成三维动态场景。本发明支持二三维空间数据多种数据服务和功能服务的发布和管理，有效提升二三维数据服务对外共享能力，大大提
升地理信息管理的安全可控性。权利要求书2页 说明书5页 附图3页CN 112489210 A 2021.03.12
C N 112489210
A
1.一种自主可控的三维立体自然资源一张图系统构建方法，其特征在于，包括步骤：
S1创建三维空间数据的建库方案，通过并行处理机制将原始空间数据进行建库处理，生成可用于服务发布的三维数据集，该三维数据集支持天地图瓦片金字塔标准；
S2通过对步骤S1中的三维数据集进行数据提取，发布支持REST或KVP或SOAP协议的数据服务；通过对步骤S1中的三维数据集进行分析计算发布支持HTTP协议的的功能服务；
S3将步骤S2中发布的功能服务和数据服务依次进行三维几何计算、纹理渲染、三维视图构建和动态可视化，形成三维动态场景。
2.根据权利要求1所述的自主可控的三维立体自然资源一张图系统构建方法，其特征在于，步骤S1中所述原始空间数据包括：影像、地形、矢量和模型。
3.根据权利要求1所述的自主可控的三维立体自然资源一张图系统构建方法，其特征在于，步骤S2中的所述数据服务包括：瓦片数据服务、三维地形服务、三维模型服务、三维地名服务、地名地址服务、元数据服务、资源目录服务、网络地图服务、网络要素服务和网络栅格服务。
4.根据权利要求1所述的自主可控的三维立体自然资源一张图系统构建方法，其特征在于，步骤S2中的所述功能服务包括：空间查询服务、空间分析服务、全文检索服务、地理处理服务。
5.根据权利要求1所述的自主可控的三维立体自然资源一张图系统构建方法，其特征在于，步骤S2中的所述三维几何计算具体包括：矩阵向量及四元数计算、坐标转换和地图投影。
6.根据权利要求1所述的自主可控的三维立体自然资源一张图系统构建方法，其特征在于，步骤S3中的所述纹理渲染具体包括：着器的抽象表示、纹理和顶点渲染。
7.根据权利要求1所述的自主可控的三维立体自然资源一张图系统构建方法，其特征在于，步骤S3中的所述三维视图构建具体包括：
创建多数据源高分辨率影像图层；
创建布告板、多边形、椭圆及标签；
创建复杂多变的几何外观；
控制视口状态；
创建随时间变化的动画帧。
8.根据权利要求1所述的自主可控的三维立体自然资源一张图系统构建方法，其特征在于，步骤S3中的所述三维几何计算具体包括：
矩阵、向量及四元数计算；
坐标转换；
地图投影；
三角化算法、曲面细分算法、顶点缓冲区优化算法、计算椭圆边界算法。
9.根据权利要求8所述的自主可控的三维立体自然资源一张图系统构建方法，其特征在于，所述坐标转换包括纬度坐标与笛卡尔坐标之间的转换，经纬度坐标与笛卡尔坐标之间的转换公式为：
Latitude Radian＝Latitude Degree*3.1415926/180.0
Longitude Radian＝Longitude Degree*3.1415926/180.0
radCosLat＝6378137*cos(Latitude Radian)
x＝radCosLat*cos(Longitude Radian)
y＝radCosLat*sin(Longitude Radian)
z＝radius*sin(Latitude Radian)
其中，Latitude Degree为纬度坐标，Longitude Degree为经度坐标，x、y、z为笛卡尔空间直角坐标，radCosLat为定义的中间变量，radius为地球半径(可取值6378137)。
一种自主可控的三维立体自然资源一张图系统构建方法
技术领域
[0001]本发明涉及自然资源信息化领域，具体来说，涉及一种自主可控的三维立体自然资源一张图系统构建方法。
背景技术
[0002]在自然资源信息化领域，需要整合、集成和规范土地、地质、矿产、海洋、测绘地理信息等各类数据库，按照统一的标准，构建“地上地下、陆海相连”的统一的自然资源“一张图”大数据体系。以全覆盖、全要素、立体调查监测为基础，不断提高“一张图”数据的准确性和完整性，加强三维空间自然资源信息的管理与应用。
[0003]但当前三维立体自然资源“一张图”的构建缺乏二三维一体的、同时具备数据集处理、高效管理、共享发布和综合应用能力的综合管理与应用系统。且三维数据管理和应用比较成熟的系统一般采用ESRI、Skyline等国外产品技术，随着地理信息安全管理的强化，这类成熟技术逐渐暴露出安全可控性低、运营成本高、可扩展性差等问题。
[0004]针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
[0005]针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种自主可控的三维立体自然资源一张图系统构建方法，能够解决上述问题。
[0006]为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0007]一种自主可控的三维立体自然资源一张图系统构建方法，包括步骤：
[0008]S1创建三维空间数据的建库方案，通过并行处理机制将原始空间数据进行建库处理，生成可用于服务发布的三维数据集，该三维数据集支持天地图瓦片金字塔标准；[0009]S2通过对步骤S1中的三维数据集进行数据提取，发布支持REST或KVP或SOAP协议的数据服务；通过对步骤S1中的三维数据集进行分析计算发布支持HTTP协议的的功能服务；
[0010]S3将步骤S2中发布的功能服务和数据服务依次进行三维几何计算、纹理渲染、三维视图构建和动态可视化，形成三维动态场景。
[0011]进一步的，步骤S1中所述原始空间数据包括：影像、地形、矢量和模型。
[0012]进一步的，步骤S2中的所述数据服务包括：瓦片数据服务、三维地形服务、三维模型服务、三维地名服务、地名地址服务、元数据服务、资源目录服务、网络地图服务、网络要素服务和网络栅格服务。
[0013]进一步的，步骤S2中的所述功能服务包括：空间查询服务、空间分析服务、全文检索服务、地理处理服务。
[0014]进一步的，步骤S2中的所述三维几何计算具体包括：矩阵向量及四元数计算、坐标转换和地图投
影。
[0015]进一步的，步骤S2中的所述纹理渲染具体包括：着器的抽象表示、纹理和顶点渲
染。
[0016]进一步的，步骤S2中的所述三维视图构建具体包括：创建多数据源高分辨率影像图层；创建布告板、多边形、椭圆及标签；创建复杂多变的几何外观；控制视口状态；创建随时间变化的动画帧。
[0017]进一步的，步骤S3中的所述三维几何计算具体包括：
[0018]矩阵、向量及四元数计算；
[0019]坐标转换；
[0020]地图投影；
[0021]三角化算法、曲面细分算法、顶点缓冲区优化算法、计算椭圆边界算法。
[0022]进一步的，所述坐标转换包括纬度坐标与笛卡尔坐标之间的转换，经纬度坐标与笛卡尔坐标之间的转换公式为：
[0023]Latitude Radian＝Latitude Degree*3.1415926/180.0
[0024]Longitude Radian＝Longitude Degree*3.1415926/180.0
[0025]radCosLat＝6378137*cos(Latitude Radian)
[0026]x＝radCosLat*cos(Longitude Radian)
[0027]y＝radCosLat*sin(Longitude Radian)
[0028]z＝radius*sin(Latitude Radian)
[0029]其中，Latitude Degree为纬度坐标，Longitude Degree为经度坐标，x、y、z为笛卡尔空间直角坐标，radCosLat为定义的中间变量，radius为地球半径(可取值6378137)。[0030]本发明的有益效果：
[0031]1、本发明以数据库和Web技术为核心，集成了空间数据建库处理、三维可视化、二三维一体化、虚拟现实等多种技术，采用插件式架构和模型化方法，实现了对多源、多时相、多尺度的影像、地形、矢量、地名、三维模型、统计表格和多媒体数据等各类型空间与非空间数据的一体化处理、服务共享发布和集成应用，提供了一种实现海量空间数据的全空间三维可视化表达、二三维一体化应用和多维度空间分析等多方面需求的解决方法。
[0032]2、本发明支持二三维空间数据多种数据服务和功能服务的发布和管理，有效提升二三维数据服务对外共享能力，大大提升地理信息管理的安全可控性。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1是自主可控的三维立体自然资源一张图系统构建方法的流程图。
[0035]图2是空间计算分解划分的任务调度流程图。
[0036]图3是本发明涉及的专题地图三维可视化结果—广东省土地利用现状分布图。
具体实施方式
[0037]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
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