一种基于切割倾斜模型实现地理实体多态的方法及系统与流程

1.本技术涉及地理信息系统和计算机技术领域，尤其涉及一种基于切割倾斜模型实现地理实体多态的方法及系统。


背景技术：

2.现有技术的二维矢量地图中地理实体的属性有限，地理实体二维图形表现形式单一。当应用地理实体的二维矢量地图时，如果需要了解部分目标物（例如特定建筑物）的形态和分布情况，则需要使用三维倾斜模型。可以将三维倾斜模型与二维地图重叠显示，但是三维倾斜模型的数据量比较大，导致数据处理和显示的效率下降。当运用三维倾斜模型来显示地理实体实景时，数据整体不能区分，现有的技术是对一个倾斜模型的三角网格（mesh）用不同颜色标注出一个区域，无法针对目标物获得独立的倾斜模型单体。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种基于切割倾斜模型实现地理实体多态的方法及系统，用于解决现有倾斜模型的三角网格技术无法获得独立的倾斜模型单体的问题，进而，克服了现有技术地理实体二维图形的表现形式单一的问题。
4.第一方面，本技术提出一种基于切割的倾斜模型实现地理实体多态的方法，包括以下步骤：在倾斜模型中围绕目标物确定切割线；以切割线为边界重构倾斜模型的三角网格，生成所述目标物的单体倾斜模型数据簇；关联所述目标物的单体倾斜模型数据簇和所述目标物的地理实体二维矢量数据。
5.优选地，按所述目标物的地理实体二维矢量数据的范围生成切割线。
6.进一步地，还包含以下至少一个步骤：生成所述单体倾斜模型的正射影像数据，与所述目标物的地理实体二维矢量数据关联；生成所述单体倾斜模型的三维白模数据，与所述目标物的地理实体二维矢量数据关联；生产所述单体倾斜模型的人工三维模型数据，与所述目标物的地理实体二维矢量数据关联。
7.进一步地，还包含以下步骤：对所述单体倾斜模型中的三角网格进行纹理填充，生成单体表面属性。
8.进一步地，还包含以下步骤：搜索所述单体倾斜模型的底部轮廓和顶部轮廓，获取所述目标物的高度信息。
9.为实现多态显示，在本技术第一方面的任意一个实施例中，进一步包含以下步骤：响应于gui消息，读取以下至少一种数据，与所述目标物的地理实体的二维矢量数据图形叠
加显示：单体倾斜模型、白模、人工三维模型、正射影像。
10.为实现属性继承，在本技术第一方面的任意一个实施例中，进一步包含以下步骤：响应于gui消息，选取以下至少一种数据的事件，读取、编辑或显示所述目标物的地理实体的属性值：单体倾斜模型、白模、人工三维模型、正射影像。
11.第二方面，本技术还提出一种基于切割倾斜模型实现地理实体多态的系统，包括以下模块：切割模块，用于生成围绕倾斜模型中目标物的切割线；重构模块，以切割线为边界重构倾斜模型的三角网格，生成所述目标物的单体倾斜模型数据簇；关联模块，用于关联所述目标物的矢量数据与所述单体倾斜模型的数据簇；多态模块，用于生成或存储与所述目标物的矢量数据关联的以下至少一种数据：三维白模数据、正射影像数据、人工三维模型数据。
12.第三方面，本技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，并可在处理器运行所述计算机程序时实现第一方面中任一实施例所述方法。
13.第四方面，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面中任一实施例所述方法。
14.本技术实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果；能够获得倾斜模型单体，进而，通过倾斜模型单体可自动生成矢量数据对应的三维白模、正射影像dom单体、人工模型的多态数据。实现提高数据获取效率的效果。多态数据对象化之后，更有利于按对象的方式进行数据入库、管理、动态更新；扩展了地理实体的表现形式，使其展现形式更多样化，提高了数据的应用价值。此方法丰富了地理实体的表现形式，作业员操作简易，大部分功能都是程序批量自动执行，作业成本低廉。
附图说明
15.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本说明书实施例提供的方法流程示意图；图2为本说明书实施例提供的另一方法实施例流程图；图3为本技术的装置实施例示意图；图4为三维倾斜模型的建筑物群落示意图；图5为三维倾斜模型的三角网格示意图；图6为目标建筑物切割后生成的倾斜模型单体示意图；图7为建筑物群落地理实体二维矢量地图和单体倾斜模型共同显示示意图；图8为建筑物群落地理实体二维矢量地图和白模共同显示示意图；图9为建筑物群落地理实体多态显示示意图；图10为本技术的计算机系统结构示意图。
具体实施方式
16.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
17.以下结合附图，详细说明本技术各实施例提供的技术方案。
18.图1为本说明书实施例提供的方法流程示意图。
19.本技术提出一种基于切割的倾斜模型实现地理实体多态的方法，包括以下步骤：步骤11、在倾斜模型中围绕目标物确定切割线。
20.在三维倾斜模型显示状态，通过在gui上的操作，生成围绕目标物的切割线，例如，采取以下方法之一：响应于gui的第一采集点，在倾斜模型的三角网格中生成与所述第一采集点高度相同的等高线，以所述等高线作为切割线；响应于gui的第二采集点，生成由多个第二采集点首尾相连生成的闭合曲线，作为切割线；用切割线圈定目标物。目标物例如可以是，倾斜模型中的一个或多个建筑物。
21.步骤12、以切割线为边界重构倾斜模型的三角网格，生成所述目标物的单体倾斜模型数据簇。
22.倾斜模型是由大量三角网格点构成，当引入切割线后，沿切割线生成新的网格节点，例如以切割线与原三角网格线的交点作为新的网格节点，更新与切割线相邻的三角网格。以切割线为边界，生成包含目标物的倾斜模型，称为单体。
23.步骤13、搜索所述单体倾斜模型的底部轮廓和顶部轮廓，获取所述目标物的高度信息。
24.步骤14、对所述单体倾斜模型中的三角网格进行纹理填充，生成单体表面属性。
25.由于引入切割线使三角网发生改变，因此用纹理对单体表面重新映射，生成单体表面属性。
26.步骤15、关联所述目标物的单体倾斜模型数据簇和所述目标物的地理实体二维矢量数据。
27.单体与二维矢量地物建立关联关系，继承二维矢量地理是实体的所有属性信息；步骤16、生成以下至少一种数据，与所述目标物的地理实体二维矢量数据关联：所述单体倾斜模型的正射影像数据，所述单体倾斜模型的三维白模数据，所述单体倾斜模型的人工三维模型数据。
28.为此，从倾斜模型单体中，获得地理实体的高度数据，根据所述高度数据生成白模数据，然后保存到二维矢量地理实体的属性数据库中。三维白模的数据量比倾斜模型单体的数据量少得多。
29.对倾斜模型单体进行俯视正射离屏渲染，生成正射影像dom，保存在二维矢量地理实体的属性数据库中。正射影像可作为纹理给二维矢量图贴图使用，构成建筑的俯视图中填充的纹理。
30.将倾斜模型单体导入三维建模软件，生成人工三维建模，保存在二维矢量地理实
体的属性数据库中。其中，三维建模软件包括但不限于sketchup或3dmax建模软件。需要说明的是，人工三维模型由轮廓线上的拐点构成，与大量三角网格构成的倾斜模型相比，使用的数据量少。例如，一个立方体形状的建筑物由8个点就可以构成。
31.从而形成地理实体矢量、倾斜单体、三维白模、正射影像dom单体、人工模型，一个地理实体拥有多种表现形态的数据，并基于此多态数据进行入库、更新、二三维一体化展示与各类应用。
32.图2为本说明书实施例提供的另一方法实施例流程图。
33.本技术提出一种基于切割的倾斜模型实现地理实体多态的方法，包括以下步骤：步骤21、按所述目标物的地理实体二维矢量数据的范围生成切割线。
34.在倾斜模型中围绕目标物确定切割线时，在具体实施中，包括但不限于利用所述地理实体的矢量数据组成的最小外接矩形，建立切割模型。
35.地理实体矢量数据通过测量得到，包括但不限于采用传统的用仪器在外业打点测量，或用倾斜模型在内业画图获得。
36.在具体实施中，获取地理实体矢量数据和三维倾斜模型，将所述地理实体矢量数据和三维倾斜模型叠加显示；响应于gui的第三采集点，将目标建筑物的地理实体矢量图形和三维倾斜模型的一个或多个点对准，然后，例如生成地理实体矢量图形的外接几何图形，例如最小外接矩形，作为切割线。
37.需要说明的是，最小外接矩形算法不仅仅适用于方形也适用于圆形建筑物；且外接矩形仅是一个例子，外接的任何形状都可用于实现本发明的目的。
38.步骤22、以切割线为边界重构倾斜模型的三角网格，生成所述目标物的单体倾斜模型数据簇。
39.例如，利用最小外接矩形算法获得所述地理实体矢量数据的最小外接矩形，利用所述最小外接矩形对所述三维倾斜模型进行切割，获得倾斜模型单体，保存在二维矢量地理实体的属性数据库中。
40.步骤23、关联所述目标物的单体倾斜模型数据簇和所述目标物的地理实体二维矢量数据。
41.步骤24、生成以下至少一种数据，与所述目标物的地理实体二维矢量数据关联：所述单体倾斜模型的正射影像数据，所述单体倾斜模型的三维白模数据，所述单体倾斜模型的人工三维模型数据。
42.具体地，从倾斜单体中获取地理实体的高度信息，生成三维白模数据；对倾斜单体进行俯视正射离屏渲染，生成正射影像dom；将倾斜单体导入sketchup或3dmax建模软件中生成人工三维模型。
43.将所述至少一种数据保存在二维矢量地理实体的属性数据库中。
44.步骤25、为实现多态显示，读取以下至少一种数据，与所述目标物的地理实体的二维矢量数据图形叠加显示：单体倾斜模型、白模、人工三维模型、正射影像。
45.例如，响应于来自gui的第一指示信息，显示选定的地理实体的二维矢量数据图形，为使图形显示生动，将二维矢量数据图形显示为倾斜二维图形31。此处，倾斜二维图形即是通过二维矢量数据生成的，是二维矢量数据图形的一种地面透视显示效果。
46.响应于来自gui的第二指示信息，显示选定的地理实体关联的单体倾斜模型32；响
应于来自gui的第三指示信息，显示选定的地理实体关联的白模图形33；响应于来自gui的第四指示信息，显示选定的地理实体关联的人工三维模型34；响应于来自gui的第五指示信息，在选定的地理实体的上述任意一个图形中进行正射影像贴图。
47.在任一应用场景中，所述第一指示信息至第五指示信息选定的地理实体可以是不同的，例如，对第一指示信息的响应包含多个地理实体；对第二指示信息的响应包含所述多个地理实体中的第一地理实体；对第三指示信息的响应包含所述多个地理实体中的第二地理实体；对第四指示信息的响应包含所述多个地理实体中的第三地理实体；对第五指示信息的响应包含所述多个地理实体中的第四地理实体。
48.步骤26、为实现属性继承，响应于gui选取以下至少一种数据的事件，读取、编辑或显示所述目标物的地理实体的属性值：单体倾斜模型、白模、人工三维模型、正射影像。
49.经本技术实施例11~16或21~26的步骤，生成建筑物地图应用数据集。
50.图3为本技术的装置实施例示意图。
51.本技术还提出一种基于切割倾斜模型实现地理实体多态的系统，包括以下模块：切割模块41，用于生成围绕倾斜模型中目标物的切割线。
52.为此，所述切割模块调取地理实体的三维倾斜模型数据，建立与地理实体对应的切割模型，如步骤11~12、21~22所述。例如，调用最小外接矩形算法生成地理实体矢量图形的外接矩形。最小外接矩形算法：利用最小外接矩形算法可获得矢量矩形图，以矢量矩形图提取选定的目标建筑物倾斜模型。
53.重构模块42，以切割线为边界重构倾斜模型的三角网格，生成所述目标物的单体倾斜模型数据簇；从mesh三角网中与单体边缘相交的数据进行取舍，重新构成三角形的mesh网和单体。
54.进一步地，还包含单体属性设置模块（图中未示出）：获取既有地理实体纹理以及继承二维的所有信息并赋予单体；生成、获取既有地理实体纹理。
55.关联模块43，用于关联所述目标物的矢量数据与所述单体倾斜模型的数据簇，进一步地，还可用于关联所述目标物的矢量数据与以下至少一种数据：三维白模数据、正射影像数据、人工三维模型数据。
56.多态模块44，用于生成、存储与所述目标物的矢量数据关联的以下至少一种数据：三维白模数据、正射影像数据、人工三维模型数据。实现一体多态映射，建立一个地理实体与倾斜单体、白模、dom正摄影像各个状态的关联，建立单体数据与二维地物数据的关联。
57.图4为三维倾斜模型的建筑物群落示意图，图中是倾斜摄影实景模型的三维显示。为实施本技术以上实施例的方法，首先构建地理实体的三维倾斜模型。例如，其中包含目标建筑物a。
58.图5为三维倾斜模型的三角网格示意图。三维倾斜模型包括但不限于通过倾斜拍摄后，获得地理实体图形，利用倾斜模型的三角网格获得目标地理实体的三维倾斜模型（三维网格图）。图中显示了目标建筑物a的三角网格线、切割线所处位置。
59.图6为目标建筑物切割后生成的倾斜模型单体示意图。
60.例如，按照步骤11、21~22，通过gui设定采集分界线，或者将地理实体矢量数据与三维模型叠加显示，通过矢量数据的最小外接矩形对倾斜模型进行切割，获得倾斜模型单体。获得倾斜模型单体之后，保存到二维矢量地理实体的属性数据库中。进而可以根据所述
倾斜模型单体生成三维白模数据、正射影像和人工三维模型。图6中包含目标建筑物a的倾斜模型单体，图5~6中所示切割线为房屋矢量数据的最小外接矩形，或者通过gui设定。
61.图7为建筑物群落地理实体二维矢量地图和单体倾斜模型共同显示示意图。
62.显示选定的地理实体的二维矢量数据图形，为使图形显示生动，将二维矢量数据图形30显示为倾斜二维图形31。
63.不同级别的建筑物单体可作为应用特征，根据不同距离绘制不同级别的建筑物单体，便于在不同距离显示不同级别的建筑物。例如，在本技术方法和装置的各个实施例中，响应于来自gui的第二指示信息，显示选定的三座楼房地理实体关联的单体倾斜模型32。
64.图8为建筑物群落地理实体二维矢量地图和白模共同显示示意图。
65.为简化数据，将所述单体三维倾斜模型转化为白模。所述白模是包含建筑物顶部轮廓数据和高数据，所生成的立体显示模型，其仅包含水平面的结构细节和高度，忽略了垂直面的结构细节。
66.例如，在本技术方法和装置的各个实施例中，将二维矢量数据图形显示为倾斜二维图形，响应于来自gui的第三指示信息，显示选定的若干楼房的地理实体关联的白模图形33。
67.图9为建筑物群落地理实体多态显示示意图。
68.在与二维矢量地图重叠显示时，包含多态显示。例如，有的建筑物呈现二维矢量地图的倾斜二维图形；有的建筑物呈现白模；有的建筑物呈现单体人工三维模型。
69.例如，在本技术方法和装置的各个实施例中，响应于来自gui的第一指示信息，将二维矢量数据图形显示为倾斜二维图形31。进一步地，响应于来自gui的第四指示信息，显示选定的三座楼房地理实体关联的人工三维模型34；响应于来自gui的第三指示信息，显示选定的其他楼房地理实体关联的白模图形33。
70.在申请的全部实施例中，进一步地，不同级别的建筑物单体可作为应用特征，根据不同距离绘制不同级别的建筑物单体，便于对不同级别的建筑物显示不同类型的多态属性。
71.例如，在本技术方法和装置的各个实施例中，设定的第一级别的目标物显示为单体的三维倾斜模型；设定的第二级别的目标物显示为白模；设定的第三级别的目标物仅显示为二维矢量图形。
72.本技术所述级别，例如可以根据视线距离确定，目视距离短的为第一级别，目视距离长度的为第二级别，或第三级别；本技术所述级别，例如还可以根据应用的优先级确定，例如优先级高的目标建筑显示为三维倾斜模型，优先级较低的目标建筑显示为白模。优先级最低的目标建筑显示为二维矢量图形。
73.图10为本说明书实施例的计算机系统示意图。
74.本技术实施例还提出一种基于倾斜摄影三维模型生成切片正射影像的装置，用于实现本技术任意一项实施例所述方法，包括：倾斜模型数据库51、成果图处理器52、第一应用模块53、第二应用模块54、数据存储单元55，56，57。
75.所述倾斜模型数据库，包含倾斜模型数据及三角网格网生成所获取到原三角网格倾斜模型，矢量线具有坐标。
76.所述第一应用模块，包含gui和操作接口，用于触发所述成果处理器，读取倾斜模型数据集；还用于触发所述成果处理器，生成围绕倾斜模型中目标物的切割线，以切割线为边界重构倾斜模型的三角网格，生成所述目标物的单体倾斜模型数据簇；还用于触发成果处理器，基于单体倾斜模型数据簇生成以下至少一种数据：三维白模数据、正射影像数据、人工三维模型数据。
77.所述第一应用模块，还用于经gui输入第一采集点、第二采集点、第三采集点的信息。进一步地，经gui生成选取以下至少一种数据的事件，读取、编辑或显示所述目标物的地理实体的属性值：单体倾斜模型、白模、人工三维模型、正射影像。
78.所述成果图处理器，用于实现步骤11~16、21~26中所述任意步骤的方案。优选地，所述成果图处理器包含所述切割模块、重构模块，进一步地，还可包含关联模块，用于关联所述目标物的矢量数据与所述单体倾斜模型的数据簇、三维白模数据、正射影像数据、人工三维模型数据。进一步地，还可包含单体属性设置模块。
79.第一数据存储单元55，用于存储设定显示范围内的地理实体二维矢量数据；第二数据存储单元56，用于存储所述设定显示范围内的地理实体倾斜模型单体数据、还可用于存储所述设定显示范围内的地理实体的以下至少一种数据：三维白模数据、正射影像数据、人工三维模型数据；第三数据存储单元57，用于存储设定显示范围内的地理实体的其他属性数据。
80.所述第二应用模块，用于按照设定的应用范围（空间范围和属性范围）访问所述第一数据存储单元、第二数据存储单元、第三数据单元，获取地理信息系统建筑物地图应用数据集。所述第二应用单元，还用于输入所述第一指示信息、第二指示信息、第三指示信息、第四指示信息、第五指示信息中的至少一种信息；进一步地，经gui生成选取以下至少一种数据的事件，读取、编辑或显示所述目标物的地理实体的属性值：单体倾斜模型、白模、人工三维模型、正射影像。
81.所述建筑物地图应用数据集通过gui显示，包含选定的一个或多个地理实体的二维矢量数据图形，将二维矢量数据图形显示为倾斜二维图形，以及：显示所述选定的一个或多个地理实体中一个或多个第一地理实体关联的单体倾斜模型，底部与所述第一地理实体的倾斜二维图形重叠；显示所述选定的一个或多个地理实体中一个或多个第二地理实体关联的白模图形，底部与所述第二地理实体的倾斜二维图形重叠；显示所述选定的一个或多个地理实体中一个或多个第三地理实体关联的人工三维模型，底部与所述第三地理实体的倾斜二维图形重叠；在所述选定的一个或多个地理实体的上述任意一个图形中进行正射影像贴图，构成地理实体的顶部纹理。
82.本技术的实施例能够获得倾斜模型单体，并且，通过倾斜模型单体可自动生成矢量数据对应的三维白模、正射影像dom单体、人工模型的多态数据。实现提高数据获取效率的效率。多态数据对象化之后，更有利于按对象的方式进行数据入库、管理、动态更新；扩展了地理实体的表现形式，使其展现形式更多样化，提高了数据的应用价值。
83.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实
施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
84.因此，本技术还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本技术中任一实施例所述的方法。
85.进一步地，本技术还提出一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本技术任一实施例所述的方法。
86.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
87.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
88.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
89.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器 (cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
90.内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器 (ram) 和/或非易失性内存等形式，如只读存储器 (rom) 或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
91.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
92.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。