[发明专利]一种三维球面复合图形构造方法

说明书

本发明公开的三维球面复合图形构造方法，涉及计算机技术领域，通过在笛卡尔坐标系下，分别获取球面待复合图形中各个圆弧的圆心坐标及半径，根据圆心坐标及半径，分别构造各个圆弧所在的圆，分别计算各个圆之间的交点，以交点作为临界点进行插值，得到三维球面复合图形，提高了准确性，简化了计算过程，适用性较强。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种三维球面复合图形构造方法。

背景技术

在通信或军事领域，常常需要绘制表示多个通信基站、雷达等装置的信号覆盖范围，或者导弹射程覆盖范围、防空识别区、警戒线缓冲区等由若干地理线段(圆弧)复合而成的图形。

目前构成地球表面复合图形时，大多采用的方法都是将球面坐标通过特定的投影方法转换为二维平面坐标，然后借助一些开源的二维图形计算库(GEOS、Clipper等)去计算，再将二维图形计算结果换算回三维坐标。该方案仅适用于小范围圆弧图形的计算，当要计算的圆弧图形跨越球面大范围的情况下，得到的复合图形不准确，所表示的地理意义也不大且在极点和跨180度经线的情况下处理比较繁琐，容易出错。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明实施例提供了一种三维球面复合图形构造方法，该方法包括以下步骤：

在笛卡尔坐标系下，分别获取球面待复合图形中各个圆弧的圆心坐标及半径；

根据所述圆心坐标及半径，分别构造各个圆弧所在的圆；

根据公式分别计算各个圆之间的交点，其中，R为地球半径，及分别为相交的两个圆所在平面的法向量，d₁及d₂分别为相交的两个圆所在平面到原点的距离；

以所述交点作为临界点进行插值，得到三维球面复合图形。

优选地，以所述交点作为临界点进行插值，得到三维球面复合图形包括：

利用三维空间向量旋转算法，以各个圆弧的圆心向量为旋转轴，构造旋转矩阵或旋转四元数，并设定合适的旋转角度，在所述交点之间进行旋转插值，构造出完整的球面复合图形。

优选地，各个圆所在平面的法向量的长度均为R。

本发明实施例提供的三维球面复合图形构造方法具有以下有益效果：

通过笛卡尔坐标系下的三维空间向量，计算来求球面上任意两圆交点，免去了传统的构造复合图形时需要转换到二维投影坐标来计算的过程，得到的复合图形更准确，而且计算过程更加简化，也不存在大范围、极点和跨180度经线情况下处理比较繁琐的问题，适用性较强。

附图说明

图1为本发明实施例提供的三维球面复合图形构造方法流程示意图；

图2为采用本发明实施例提供的三维球面复合图形构造方法构造的复合图形示意图；

图3为采用本发明实施例提供的三维球面复合图形构造方法构造的另一复合图形示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。

复合图形，指由若干个简单图形进行交、并、差等布尔运算得到的图形。对于球面上的图形来说，简单图形均由圆弧组成，例如球面上的任意多边形，其每条边都是一段圆弧，每个顶点都是两段圆弧的一个交点。

本发明实施例提供的三维球面复合图形构造方法包括以下步骤：

S101，在笛卡尔坐标系下，分别获取球面待复合图形中各个圆弧的圆心坐标及半径；

S102，根据圆心坐标及半径，分别构造各个圆弧所在的圆；