[发明专利]一种基于二维数据实现三维场景全自动构建的方法及系统

权利要求书

1.一种基于二维数据的三维场景全自动构建方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1：shp文件读取程序启动，按照用户输入的shp文件路径读取各类shp数据，然后读取程序调用GDAL库对其解析，获取各类二维shp数据；

S2：初始三角网构建程序启动，根据S1中的各类二维shp数据构建初始三角网；

S3：计算初始三角网中各类数据高程值；

S4：利用所述各类数据高程值，通过CGAL技术将绿地面、居民地、水系、道路面、道路中心线数据作为约束数据实现约束扣取或删除，将约束后三角网作为地形构建三维模型；

S5：在所述地形构建三维模型的基础上，利用OSG技术根据各类数据高程值分别对绿地面、居民地、水系、道路面、道路中心线构建各要素三维模型；

S6：场景构建完成；通过不同的交互模式，实现对场景的漫游、交互和测量操作，最后根据不同的操作进行结果输出，并将结果存入本地。

2.如权利要求1所述的一种基于二维数据的三维场景全自动构建方法，其特征在于：

步骤S1中，系统使用常规二维shp数据，shp文件读取程序在获取二维shp数据文件夹路径后，通过GDAL对其解析，获取包括地形控制点、地型地貌线、绿地面、居民地、水系、道路面、道路中心线在内的多种二维数据；

所述shp数据文件的各类文件名须按照要求固定；

所述程序在运行过程中能够全自动构建场景；

所述道路面和道路中心线均属于道路数据，用户需要按要求分开。

3.如权利要求2所述的一种基于二维数据的三维场景全自动构建方法，其特征在于：

步骤S2具体为：通过基于GDAL实现了对二维数据的读取后，初始三角网构建程序启动，开始使用所述各类二维shp数据中的地形控制点、地型地貌线数据构建初始三角网。

4.如权利要求2所述的一种基于二维数据的三维场景全自动构建方法，其特征在于：

步骤S3具体为：shp文件读取程序继续读取绿地面、居民地、水系、道路面、道路中心线数据，根据步骤S2生成的初始三角网，使用空间索引技术对三角网构建索引，然后计算绿地面、居民地、水系、道路面、道路中心线数据的高程值。

5.如权利要求1所述的一种基于二维数据的三维场景全自动构建方法，其特征在于：

步骤S4中，根据步骤S3计算的高程值得到各要素顶点坐标，然后将道路中心线数据按照道路宽属性，横向拓宽成高等级道路面数据；将各要素作为约束数据，对初始三角网实现约束扣取，得到约束不规则三角网作为地形构建三维模型；分为两种情况：

将绿地面数据作为约束面，扣取绿地面三角网，用于绿地面要素模型的构建；

将居民地、水系、道路面、道路中心线面数据分别作为约束面，直接删除对应三角网，得到最终约束后的地形三角网，作为地形构建三维模型。

6.如权利要求1所述的一种基于二维数据的三维场景全自动构建方法，其特征在于：

步骤S5中，所述各要素三维模型；包括：

根据绿地面三角网构建绿地面要素模型；

根据居民地要素构建居民地要素模型；

根据水系要素构建水系要素模型；

根据道路面要素构建道路面要素模型；

根据道路中心线拓宽后得到的高等级道路面构建高等级道路面模型；

所述水系要素模型为动态模型；所述水系要素的程序是基于GLSL代码实现的，实现了水系要素上下波动以及法线纹理效果，实现对水系要素的动态模拟；

所述居民地要素模型的构建按照层高数据乘层高获得，纹理分层映射。

7.一种基于二维数据的三维场景全自动构建系统，适用于权利要求1-6任意一项 所述的方法，其特征在于：包括：shp数据读取模块、初始三角网构建模块、数据高程值计算模块、约束不规则三角网构建模块、三维模型构建模块；

所述shp数据读取模块通过GDAL读取并解析二维shp数据，用于初始三角网构建模块的网络构建；

所述初始三角网构建模块根据所述shp数据读取模块读取并解析的地形控制点、地型地貌线数据构建初始三角网；

所述数据 高程值计算模块用于计算所述初始三角网中绿地面、居民地、水系、道路面、道路中心线数据的高程值；

所述约束不规则三角网构建模块根据所述高程值，同时对所述初始三角网进行约束数据约束扣取，从而构建约束不规则三角网作为地形构建三维模型；

所述三维模型构建模块在所述地形构建三维模型的基础上，然后将各要素分别根据计算得到的高程值构建各要素三维模型。