[发明专利]一种面向三维地理数据的传输和渲染方法及系统

说明书

本申请提供一种面向三维地理数据的传输和渲染方法及系统，该方法包括如下步骤：获取待渲染的三维地理数据，采用多细节层次划分的方法将三维地理数据构建成一组由上至下各个节点的模型实体的显示层级不同的场景树；其中，场景树中每一个节点均包括描述文件和数据文件；获取当前待渲染的三维地理数据的层级切换因子；依次加载场景树中最上方至获取的层级切换因子相对应的层级数据，对加载的层级数据进行渲染。本申请三维数据组织形式满足多源三维数据类型的表达，支持模型对象化与单体化，并挂接属性，提高了文件的传输效率，提升了渲染时数据处理的效率。

技术领域

本申请涉及三维地理数据技术领域，尤其涉及一种面向三维地理数据的传输和渲染方法及系统。

背景技术

近年来，随着倾斜摄影建模、激光点云、CAD/BIM等多种三维数据的发展，对GIS三维可视化技术的提出了更高的需求，主要体现在：

1.使用的三维数据量很大，容易造成数据处理和渲染的性能瓶颈。

2.根据实际的使用场景，显示不同层级的数据，层级越高，显示的数据精度越高。

3.能够高效发布，可以应用在数据共享的Web应用场景，满足数据传输的性能要求。

4.能够满足倾斜摄影模型、激光点云、CAD/BIM、手工模型、地下管线等多源三维数据的表达。

5.支持模型对象化与单体化，能够选择某一个或者某一类单体化对象，并修改其属性。

6.支持扩展一些未来的三维数据以及特定厂商的数据。

OSGB格式是倾斜摄影数据的常用格式，大量的倾斜摄影自动化建模数据（如ContextCapture、街景工厂）都采用这个数据格式，这种格式采用分层分页的方式，能够在桌面端高效的显示倾斜摄影数据。OSGB格式是多用于桌面端的三维数据格式，在进行渲染时还需要进行转换；且体积较大，直接用于Web端时会造成不必要的性能损耗。本质上OSGB是一张连续的三角网，不特殊处理无法进行对象化和单体化。

3D Tiles是Cesium提出的用于流式传输大规模异构3D地理空间数据集的开放规范。这种格式基于glTF构建，是专为3D技术设计的格式，定义了用于快速流式传输和精确渲染的空间层级结构，平衡了任何规模数据的性能和视觉质量。现在已经被认定为OGC(开放地理空间信息联盟)标准。3D Tiles能够提供对多源三维数据的表达，但是作为通用格式，缺少对特定数据类型的优化：如纹理合并、材质合并、顶点合并等，造成渲染性能的损耗；3DTiles内部的glTF虽然可以提供压缩机制，但是不支持整体压缩机制，造成Web端数据传输性能的损耗。

发明内容

本申请的目的在于提供一种面向三维地理数据的传输和渲染方法及系统，提高了文件的传输效率和渲染时数据处理效率。

为达到上述目的，本申请提供一种面向三维地理数据的传输和渲染方法，包括如下步骤：

获取待渲染的三维地理数据，采用多细节层次划分的方法将三维地理数据构建成一组由上至下各个节点的模型实体的显示层级不同的场景树；其中，场景树中每一个节点均包括描述文件和数据文件；

获取当前待渲染的三维地理数据的层级切换因子；

依次加载场景树中最上方至获取的层级切换因子相对应的层级数据，对加载的层级数据进行渲染。

如上的，其中，构建场景树的方法包括如下步骤：

采用多细节层次划分的方法将描述文件构建至场景树的各个节点；

通过描述文件引用数据文件来构建成场景树基础的瓦片数据；

通过数据文件引用一个外部的复用材质文件集；