(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 202111445555.3
(22)申请日 2021.11.30
(71)申请人 上海埃威航空电子有限公司
地址 201109 上海市闵行区剑川路468号
(72)发明人 乔慧桢
(74)专利代理机构 上海科律专利代理事务所
(特殊普通合伙) 31290
代理人 袁亚军
(51)Int.Cl.
G06T 17/05(2011.01)
G06T 15/00(2011.01)
G06T 15/04(2011.01)
(54)发明名称基于多种数据的三维地图场景搭建方法(57)摘要本发明公开了一种基于多种数据的三维地图场景搭建方法，包括根据场景搭建需求设定地理区域范围；获取地理区域范围的电子海图，对电子海图，获取水深特征要素值，生成基于水深特征要素值的矢量点要素文件；获取地理区域范围的数字高程 模型，对数字高程模型进行处理，生成基于高程值的矢量点要素文件；将生成的矢量点要素文件调整坐标系后合并生成新的矢量点要素文件并生成组合数字高程模型；根据组合数字高程模型建立三维场景和/或三维地形模型。本发明快速实现海陆一体的立体三维效果，同时根据水深值大小实现不同水深度范围渲染效果；放置于地图应用引擎中，达到趋于真实地形的三维场景模拟；同时生成基于真实地貌特征
的三维地形模型。权利要求书2页 说明书5页 附图4页CN 114170393 A 2022.03.11
C N 114170393
A
1.一种基于多种数据的三维地图场景搭建方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：根据场景搭建需求设定地理区域范围，建立地理区域范围的矢量文件；
S2：获取包含步骤S1中地理区域范围的电子海图，对电子海图进行处理，获取水深特征要素值，生成基于水深特征要素值的矢量点要素文件；
S3：获取包含步骤S1中地理区域范围的数字高程模型，对数字高程模型图进行处理，生成基于高程值的矢量点要素文件；
S4：根据步骤S2和S3获取的矢量点要素文件，针对高程值进行坐标系调整后合并生成新的矢量点要素文件，并根据矢量点要素文件生成组合数字高程模型；
S5：根据步骤S4生成的组合数字高程模型建立三维场景和/或三维地形模型。
2.如权利要求1所述的基于多种数据的三维地图场景搭建方法，其特征在于，所述步骤S4与步骤S5之间还包括如下步骤：
S6：获取步骤S2中电子海图的水深范围特征要素值，通过渲染，生成水深渲染图；
S7：获取包含地理区域范围的遥感图像，并预处理为高清遥感影像图；
S8：将步骤S6中生成水深渲染图与步骤S7中得到的高清遥感影像图进行图层叠加，生成基于陆地高清影像和水面深度渲染叠加的场景图像。
3.如权利要求1所述的基于多种数据的三维地图场景搭建方法，其特征在于，所述步骤S2中包括：
S21：获取包含步骤S1中地理区域范围的所有电子海图的水深特征要素值，对水深特征要素值进行合并后删除地理区域范围外的点要素，生成矢量点要素文件；
S22：提取矢量点要素文件中的Depht字段值，同时新建Z字段值作为水深高程值；取字段Depht的负值为Z字段值，即Z＝‑[Depht]。
4.如权利要求1所述的基于多种数据的三维地图场景搭建方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S31：获取包含步骤S1中地理区域范围的所有数字高程模型；对数字高程模型中的地理区域范围进行裁剪、镶嵌并掩膜处理；
S32：将处理后的数字高程模型数据进行矢量化处理，生成为矢量点要素文件；
S33：提取矢量点要素文件，添加高程字段值Z；删除其中Z字段值为0的点要素，得到Z字段值大于0的陆地高程点要素。
5.如权利要求1所述的基于多种数据的三维地图场景搭建方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
S41：将步骤S2和S3获取的矢量点要素文件的坐标调整为统一的投影坐标系；
S42：将经过坐标系调整后的矢量点要素文件合并，忽略或删除Z字段以外的其他字段，生成包含Z字段值的矢量点要素文件；
S43：根据步骤S42中生成的包含Z字段值的矢量点要素文件，建立不规则三角网，高度字段选择Z字段；
S44，将建立的不规则三角网，导出为栅格，生成基于地面高程和水深高程的组合数字高程模型；水下高程部分根据水深高程值大小体现立体塌陷效果。
6.如权利要求3所述的基于多种数据的三维地图场景搭建方法，其特征在于，所述步骤S6包括：获取电子海图数据的水深特征要素值，所述水深特征要素值包括水深点特征要素
值和水深范围特征要素值；根据水深范围特征要素值，生成矢量面要素文件，在矢量面要素文件的图层属性表中按水深范围值进行颜显示渲染，生成基于不同水深值的渲染图。
7.如权利要求2所述的基于多种数据的三维地图场景搭建方法，其特征在于，所述步骤S8包括：
S81：将高分辨率遥感影像图根据地理区域范围进行裁剪、镶嵌和掩膜提取处理；
S82：将步骤S6中的渲染图中的陆地的部分擦除，调整尺寸与步骤S81中处理后的遥感影像图匹配；
S83：将步骤S82中处理后的渲染图作为图层叠加在步骤S81处理后的遥感影像图上，生成基于陆地高清影像和水深值渲染的场景图像；场景图像的水面部分体现的不同水深值的渲染效果。
8.如权利要求2所述的基于多种数据的三维地图场景搭建方法，其特征在于，所述步骤S5中根据步骤S4生成的组合数字高程模型结合步骤S8中的生成的场景图像建立三维地形模型，包括：
S51：将步骤S4中生成的组合数字高程模型的数据转换为三维建模软件能读取和编辑的dem格式数据；
S52：将步骤S51生成的dem格式数据导入三维建模软件进行三维建模生成三维模型；
S53：将步骤S8中生成的场景图像作为材质贴合在三维模型上形成三维地形模型。
9.如权利要求1所述的基于多种数据的三维地图场景搭建方法，其特征在于，所述电子海图为基于IHO‑S57标准的ENC电子海图原始文件；通过GIS软件以及插件或电子海图软件对电子海图特征要素进行导出和提取。
基于多种数据的三维地图场景搭建方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种三维地图场景搭建方法，尤其涉及一种基于多种数据的三维地图场景搭建方法。
背景技术
[0002]随着航运业及相关行业的规模增长和地图产业的发展趋势，未来地图将会从二维平面向三维立体化趋势大力发展，包括航运业及相关行业在内的地图使用行业将会更多的使用三维地图作为参考依据。而传统的二维地图，由于其平面化特征，仅能在有限的二维平面中对数据进行标示而无法对数据进行可视化呈现，无法为使用者提供更好的基于真实场景的模拟化使用体验。
[0003]三维地图能在二维地图的基础上增加立体效果呈现，现有的三维高程数据模型(DEM)大多是仅包含地面高程，针对海面以下数据都是空数据或者0值数据。当前的IHO‑S57电子海图是基于二维矢量地图作为载体来体现海面及近岸的地理特征，具有相关的特征属性数据值和地理信息。高分辨率遥感影像为基于卫星影像生成的遥感图像，具有高分辨率以及实时特征，能最大限度接近真实地图特征的地理环境。因此如何能挖掘发挥三种数据在三维高程数据的更大作用，尤其是行业应用具有重大使用意义。因此，融合二维电子海图数据和高分辨率遥感图像的三维数字化场景，具有更多的实际使用价值。
发明内容
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种基于多种数据的三维地图场景搭建方法，基于多种数据快速便捷的搭建的三维地图场景，使得三维地图场景更加趋近于实际环境。[0005]本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于多种数据的三维地图场景搭建方法，包括如下步骤：S1：根据场景搭建需求设定地理区域范围，建立地理区域范围的矢量文件；S2：获取包含步骤S1中地理区域范围的电
子海图，对电子海图进行处理，获取水深特征要素值，生成基于水深特征要素值的矢量点要素文件；S3：获取包含步骤S1中地理区域范围的数字高程模型，对数字高程模型图进行处理，生成基于高程值的矢量点要素文件；S4：根据步骤S2和S3获取的矢量点要素文件，针对高程值进行坐标系调整后合并生成新的矢量点要素文件，并根据矢量点要素文件生成组合数字高程模型；S5：根据步骤S4生成的组合数字高程模型建立三维场景和/或三维地形模型。
[0006]进一步地，所述步骤S4与步骤S5之间还包括如下步骤：S6：获取步骤S2中电子海图的水深范围特征要素值，通过渲染，生成水深渲染图；S7：获取包含地理区域范围的遥感图像，并预处理为高清遥感影像图；S8：将步骤S6中生成水深渲染图与步骤S7中得到的高清遥感影像图进行图层叠加，生成基于陆地高清影像和水面深度渲染叠加的场景图像；[0007]进一步地，所述步骤S2中包括：S21：获取包含步骤S1中地理区域范围的所有电子海图的水深特征要素值，对水深特征要素值进行合并后删除地理区域范围外的点要素，生成矢量点要素文件；S22：提取矢量点要素文件中的Depht字段值，同时新建Z字段值作为水
深高程值，取字段Depht的负值为Z字段值，即Z＝‑[Depht]。
[0008]进一步地，所述步骤S3包括：S31：获取包含步骤S1中地理区域范围的所有数字高程模型；对数字高程模型中的地理区域范围进行裁剪、镶嵌并掩膜处理；S32：将处理后的数字高程模型数据进行矢
量化处理，生成为矢量点要素文件；S33：提取矢量点要素文件，添加高程字段值到Z；删除其中Z字段值为0的点要素，得到Z字段值大于0的陆地高程点要素。[0009]进一步地，所述步骤S4包括：S41：将步骤S2和S3获取的矢量点要素文件的坐标调整为统一的投影坐标系；S42：将经过坐标系调整后的矢量点要素文件合并，忽略或删除Z字段以外的其他字段，生成包含Z字段值的矢量点要素文件；S43：根据步骤S42中生成的包含Z 字段值的矢量点要素文件，建立不规则三角网，高度字段选择Z字段；S44，将建立的不规则三角网，导出为栅格，生成基于地面高程和水深高程的组合数字高程模型；水下高程部分根据水深高程值大小体现立体塌陷效果。
[0010]进一步地，所述步骤S6包括：获取电子海图数据的水深特征要素值，所述水深特征要素值包括水深点特征要素值和水深范围特征要素值；根据水深范围特征要素值，生成矢量面要素文件，在矢量面要素文件的图层属性表中按水深范围值进行颜显示渲染，生成基于不同水深值的渲染图。
[0011]进一步地，所述步骤S8包括：S81：将高分辨率遥感影像图根据地理区域范围进行裁剪、镶嵌和掩膜提取处理；S82：将步骤S6中的渲染图中的陆地的部分擦除，调整尺寸与步骤S81中处理后的遥感影像图匹配；S83：将步骤S82中处理后的渲染图作为图层叠加在步骤S71处理后的遥感影像图上，生成基于陆地高清影像和水深值渲染的场景图像；场景图像的水面部分体现的不同水深值的渲染效果。
[0012]进一步地，所述步骤S5中根据步骤S4生成的组合数字高程模型结合步骤S8中的生成的场景图像建
立三维地形模型包括：S51：将步骤S4中生成的组合数字高程模型的数据转换为三维建模软件能读取和编辑的dem格式数据；S52：将步骤S51生成的dem格式数据导入三维建模软件进行三维建模生成三维模型；S53：将步骤S8中生成的场景图像作为材质贴合在三维模型上形成三维地形模型。
[0013]进一步地，所述电子海图为基于IHO‑S57标准的ENC电子海图原始文件；通过GIS软件以及插件或电子海图软件对电子海图特征要素进行导出和提取。
[0014]本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的基于多种数据的三维地图场景搭建方法，通过电子海图提取水深点和范围特征要素；通过数字高程模型提取高程值来实现真实地形的数字化模拟；通过将遥感影像和基于不同水深值的渲染作为三维地形模型的材质贴图；根据以上三种数据信息的调整和融合，生成组合数字高程模型以及三维地形模型，为三维场景数字化地理场景的搭建以及应用提供的数据支撑；具有可视化、高效化、便捷化等特点，提供区别于二维平面化的三维数据，获取趋近于真实地理环境的三维效果呈现。
附图说明
[0015]图1为本发明实施例中基于多种数据的三维地图场景搭建方法流程图；[0016]图2为本发明实施例中基于电子海图水深特征生成的矢量点要素图像；[0017]图3为本发明实施例中数字高程模型矢量化得到的陆地高程点要素图像；
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议