本技术涉及数据处理,特别是涉及一种三维数据的基准转换方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
背景技术:
1、随着信息技术和测绘地理信息技术跨界融合的加速、城市管理的精细化,以及社会需求的多样化,三维技术的发展对空间基准服务提出更高的要求。在三维数据处理中,基准转换是一个核心环节,基准转换用于将不同坐标系下的三维数据统一到同一坐标系下,以便进行后续的分析、建模和可视化等操作。
2、相关技术中的基准转换方法采用全局统一的逐像素或逐点处理策略,该策略需要计算机硬件的高算力来支持。当通过基准转换方法在处理大规模、复杂的三维数据时,由于该基准转换方法所需计算量大,现有的计算机硬件水平无法支撑在预设时间内完成转换,使得计算机硬件的转换效率不足,从而影响实际测绘地理信息生产作业。
技术实现思路
1、基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提升基准转换效率的三维数据的基准转换方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
2、第一方面,本技术提供了一种三维数据的基准转换方法。所述方法包括:
3、对三维数据进行文本化处理,得到所述三维数据对应的文本数据集;所述文本数据集用于以结构化文本表示所述三维数据中各单位数据的位置信息;所述单位数据包括像元或点数据;
4、根据所述文本数据集的数据量、计算设备的处理效率和各所述三维数据对应的划分策略,对所述文本数据集进行分区,得到多个子区域;所述数据量是基于所述三维数据的像元大小或点数据量确定的;所述处理效率是基于转换任务的时效值、计算设备的核心数和逐点处理速度确定的;所述三维数据包括数字高程模型dem数据、数字地表模型dsm数据和激光扫描las数据中的至少一种;
5、针对各子区域,确定所述子区域中各单位数据的原始坐标,并根据仿射变换模型对所述原始坐标中的平面坐标进行平面基准转换,得到所述子区域中各单位数据转换后的平面坐标;所述仿射变换模型是通过最小二乘法对以格网点确定的多项式模型求解后得到的;
6、确定所述子区域中各单位数据的高程异常值,并通过所述高程异常值对所述原始坐标的高程坐标进行高程转换,得到所述子区域中各单位数据转换后的高程坐标;所述高程异常值是基于拟合半径内的权函数,以及内插函数模型确定的;
7、确定所述转换后的平面坐标和所述转换后的高程坐标,为所述单位数据基准转换后的坐标。
8、在其中一个实施例中,所述对三维数据进行文本化处理,得到所述三维数据对应的文本数据集,包括:
9、在三维数据为dem数据或dsm数据的情况下,对所述三维数据进行解析,得到以文本化的平面坐标和高程坐标构成的文本数据集;所述文本数据集的文件头包含行列信息、左下角像元的左下角坐标和像元大小;
10、在三维数据为las数据的情况下,对所述las数据的公共文件头进行解析,得到基本信息和元数据;对所述las数据的点数据记录进行读取,得到坐标信息和属性信息;对所述las数据的可变长记录和扩展可变长记录进行读取,得到额外元数据;确定所述基本信息、所述元数据、所述坐标信息、所述属性信息和所述额外元数据为所述las数据对应的文本数据集。
11、在其中一个实施例中,所述根据所述文本数据集的数据量、计算设备的处理效率和各所述三维数据对应的划分策略,对所述文本数据集进行分区,得到多个子区域,包括:
12、确定所述文本数据集的总像元或总点数量,与计算设备的处理效率的商值为分区数;所述处理效率为转换任务的时效值、计算设备的核心数和逐点处理速度的乘积;
13、根据所述三维数据的数据类型所对应的划分策略和所述分区数,对所述文本数据集进行划分,得到多个子区域;所述dem数据和dsm数据对应的划分策略为平行划分策略,以及所属las数据对应的划分策略为行列随机划分策略。
14、在其中一个实施例中,所述确定所述子区域中各单位数据的原始坐标,包括:
15、在三维数据为dem数据或dsm数据的情况下,根据所述文本数据集的行列信息,确定所述子区域的数据行数;基于所述数据行数和所述文本数据集的像元大小,确定所述子区域的左下角坐标;根据所述左下角坐标和所述像元大小,确定所述子区域中各像元的中心点坐标,并确定所述中心点坐标为原始坐标;
16、在三维数据为las数据的情况下,根据所述las数据的偏移量坐标和缩放因子,对所述las数据的坐标信息进行还原,得到各点数据的原始坐标;各所述子区域的偏移量坐标和缩放因子相同。
17、在其中一个实施例中,所述根据仿射变换模型对所述原始坐标中的平面坐标进行平面基准转换,得到所述子区域中各单位数据转换后的平面坐标,包括:
18、基于源坐标系和目标坐标系间的同名格网点,确定多项式模型;所述多项式模型的系数包括像元宽度、第一旋转参数、左上角像元中心的横坐标值、第二旋转参数、像元负高度和左上角像元中心的纵坐标值;
19、基于最小二乘法对所述多项式模型的系数进行求解,直到所述多项式模型中所有格网点的误差平方和小于预设值,得到仿射变换模型;
20、将所述原始坐标中的平面坐标输入所述仿射变换模型,得到转换后的平面坐标。
21、在其中一个实施例中,所述确定所述子区域中各像元的高程异常值,包括:
22、针对所述子区域中各单位数据,确定各所述单位数据对应的待转换数据点与似大地水准面精化模型格网数据点的距离;
23、根据拟合半径内的权函数,确定所述距离对应的权函数值;
24、将所述权函数值输入内插函数模型,得到待转换数据点对应的高程异常值。
25、在其中一个实施例中,所述通过所述高程异常值对所述原始坐标的高程坐标进行高程转换,得到所述子区域中各单位数据转换后的高程坐标,包括:
26、将所述原始坐标的高程坐标与高程异常值相减,得到转换后的高程坐标。
27、第二方面,本技术还提供了一种三维数据的基准转换装置。所述装置包括:
28、数据文本化模块,用于对三维数据进行文本化处理,得到所述三维数据对应的文本数据集;所述文本数据集用于以结构化文本表示所述三维数据中各单位数据的位置信息;所述单位数据包括像元或点数据;
29、数据分区模块,用于根据所述文本数据集的数据量、计算设备的处理效率和各所述三维数据对应的划分策略,对所述文本数据集进行分区,得到多个子区域;所述数据量是基于所述三维数据的像元大小或点数据量确定的;所述处理效率是基于转换任务的时效值、计算设备的核心数和逐点处理速度确定的;所述三维数据包括数字高程模型dem数据、数字地表模型dsm数据和激光扫描las数据中的至少一种;
30、第一转换模块,用于针对各子区域,确定所述子区域中各单位数据的原始坐标,并根据仿射变换模型对所述原始坐标中的平面坐标进行平面基准转换,得到所述子区域中各单位数据转换后的平面坐标;所述仿射变换模型是通过最小二乘法对以格网点确定的多项式模型求解后得到的;
31、第二转换模块,用于确定所述子区域中各单位数据的高程异常值,并通过所述高程异常值对所述原始坐标的高程坐标进行高程转换,得到所述子区域中各单位数据转换后的高程坐标;所述高程异常值是基于拟合半径内的权函数,以及内插函数模型确定的;
32、坐标确定模块,用于确定所述转换后的平面坐标和所述转换后的高程坐标,为所述单位数据基准转换后的坐标。
33、第三方面,本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述方法的步骤。
34、第四方面,本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。
35、第五方面,本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。
36、上述三维数据的基准转换方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品,通过对三维数据进行文本化处理,得到三维数据对应的文本数据集,并根据文本数据集的数据量、计算设备的处理效率,以及三维数据的划分策略,对文本数据集进行分区,得到多个子区域。对于每个子区域,可以单独进行基准转换。由于三维数据可以为数字高程模型dem数据、数字地表模型dsm数据和激光扫描las数据中的至少一种,三维数据的数据量可以通过像元大小或点数据量进行确定。对于不同类型的三维数据,可以确定子区域中各单位数据的原始坐标,并通过仿射变换模型进行对原始坐标进行平面基准转换,得到各单位数据转换后的平面坐标;通过高程异常值对原始坐标进行高程转换,得到各单位数据转换后的高程坐标。最后,将转换后的平面坐标和高程坐标合并,得到基准转换后的三维数据。通过对三维数据进行分区处理,匹配分区大小,以使分区能够适配计算设备所提供的算力,可以降低一次性所处理的数据量,提升测绘地理信息数据生产计算效率。另外,将原始坐标通过平面基准转换,以及高程转换分别对三个维度的坐标数据进行转换,降低同时转换的维度数,能够提升坐标基准转换的效率。