[发明专利]一种基于SGOG瓦块的大区域真三维地理场景自适应构建方法

说明书

本发明公开了一种种基于SGOG瓦块的大区域真三维地理场景自适应构建方法，该方法利用IDL语言处理DEM模型源数据，以OSG作为图形引擎，以VS2010为平台，以标准C++作为开发语言，构建实验系统；通过计算存储SGOG瓦块网格点坐标进行DEM高程的计算与匹配，将获得的SGOG网格点坐标并基于网格点高程绘制瓦块构建真三维地形框架，在该框架上建模，并进行分层设色和纹理渲染。本发明实现了考虑地球曲率的、大区域地壳真三维可视化建模。克服了基于投影空间模型的变形和裂缝等缺陷，实现了地表大数据的一体化无缝组织与建模，恢复了地理空间的自然流形性质。

技术领域

本发明属于地理信息科学技术领域，具体涉及一种基于SGOG瓦块的大区域真三维地理场景自适应构建方法。

背景技术

1.研究背景

地理信息科学中，三维地理场景的构建方法一般有两种：一种是面元模型加纹理的方法，往往可以达到较好的地形和建筑可视化效果，在3DGIS领域应用广泛；另一种是基于体素模型的建模，常用来表达地质体垂向的多个界面，并方便水平与垂直剖面的制作，在三维地学模拟信息系统中应用广泛。面模型不能很好表达洞穴、拱桥和悬崖等复杂的地理实体，难以实现地形体数据表达和实时编辑，基本上不可能实现地理空间过程的模拟；而基于体素的模型可以实现虚拟地理场景的快速构建与多分辨率实时拆分，实现体素模型、表面模型的一体化表达、多维地理对象及地理过程的一体化表达，地理空间数据可定制及自适应表达，面向复杂地学分析，能够较好地表示空间粒子之间的相互作用关系，适用于表达地理空间过程的动力学机制，进而实现对多尺度地理现象与过程的模拟、分析与预测。但上述传统方法，无论是面元模型还是体素模型，都是面向局部的、小范围的欧氏投影模型。数字地球背景下，传统的投影模型在面向大尺度和全球性问题的应用时，存在着严重的局限。

在大区域或全球尺度，地球曲率不容忽略。因而，投影模型不再适用，必须基于顾及地球曲率的全球离散网格模型(Discrete Global Grid Systems，DGGs)构建三维场景,利用退化四叉树网格实现了全球多尺度地形无缝可视化。其实，以Google为代表的50余种第一代数字地球平台，都是利用球面剖分网格(瓦片或面片)构建全球DEM框架。但以上所有基于DGGs的三维模型归根结底仍属于表面模型的范畴，不涉及地表上下的空间。近些年来，在地理信息科学领域，球体剖分网格，即地球系统空间网格(Earth System Spatial Grid，ESSG)模型被提出,利用球体退化八叉树网格(Spheriod Degenerated Octree Grid,SDOG)建立了青藏高原岩石圈的三维建模。基于ESSG瓦块的地理空间真三维表达方兴未艾，亟待发展。需要说明的是，地球系统空间网格与传统的地球物理和地球系统网格有很大区别。而地球系统网络是一种科学计算的工具，基本不涉及或不强调地球场域的统一定位框架及一体化空间数据的组织、管理与应用。

2.SGOG剖分方案