[发明专利]一种将矢量数据拉伸为三维体块模型的方法

说明书

本发明涉及一种将矢量数据拉伸为三维体块模型的方法，包括如下步骤：S1、判断矢量数据所形成的是单调多边形还是复杂多边形；若矢量数据为单调多边形则跳转至步骤S2，若矢量数据为复杂多边形则跳转至步骤S3；S2、首先对矢量数据的多边形顶点按照Y坐标大小降序排列，得到一个有序的链表或者优先级队列；从最高点到最低点遍历单调多边形的每一个顶点，根据其左右链属性执行相应的操作；S3、采用耳切法三角剖分处理复杂多边形，S4、判断两个多边形是否相交。本发明的方法能对各种简单的、复杂的多边形进行准确识别，并且采用相应的方法对其进行切割，为二维矢量数据转换成三维体块模型创造了良好的条件。

技术领域

本发明涉及三维数据处理技术领域，更具体地说，是涉及一种将矢量数据拉伸为三维体块模型的方法。

背景技术

在三维数字城市建设和应用工作中，在三维场景中叠加二维矢量要素一直是非常常规的需求，可以很好的结合二三维一体化展示的特色，对规划、建设、管理等内容进行直观展示。目前，三维场景的应用逐渐从城市转向广大的未开发区域，尤其是对自然资源的三维建模、监测和管理，更是对山、水、林、田、湖、草等自然对象进行三维表达和分析，传统将矢量贴合到地形或构建简单体块的模式都难以满足应用流程场景的需求。

长期以来，要在三维场景中叠加矢量要素进行展示，主要采用以下方式：

直接将矢量面贴合到地形表面上，并对矢量面的面和边线赋予不同的颜色和透明度；该种方式几乎不需要数据处理工作，其表现形式与二维地图中看到的几乎一致，其问题主要有：一是当地表存在构造复杂、起伏剧烈等(如城市区域)情况时，贴地的面看起来非常破碎；二是无法利用三维模型的LOD等特性提升加载效率，当矢量数据量大时，会严重影响三维场景的加载和渲染效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种将矢量数据拉伸为三维体块模型的方法，该方法运行速度块，展示效果好。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种将矢量数据拉伸为三维体块模型的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、判断矢量数据所形成的是单调多边形还是复杂多边形；若矢量数据为单调多边形则跳转至步骤S2，若矢量数据为复杂多边形则跳转至步骤S3；

S2、首先对矢量数据的多边形顶点按照Y坐标大小降序排列，得到一个有序的链表或者优先级队列；从最高点到最低点遍历单调多边形的每一个顶点，根据其左右链属性执行相应的操作；同时，还设有一个链表作为辅助的数据结构；

S3、采用耳切法三角剖分处理复杂多边形，具体步骤如下：

S31、将多边形使用双向链表存储，列表的构建复杂度是O(n)；

S32、遍历顶点寻找耳朵，对于每一个顶点Vi和围绕该顶点的三角形Vi-1,Vi，Vi+1，测试其他顶点是否在当前三角形中，如果有一个顶点在三角形里面，则不是耳朵，只有都不在的情况，才算是找到一个耳朵；

S33、针对由N个定点组成的多边形，找到其耳尖，移除唯一耳尖上的顶点，此时剩余顶点组成了一个n-1个顶点的简单多边形，重复上述操作便能得到剩余三个顶点，产生一个复杂度为O(N3)的算法；

S4、判断两个多边形是否相交，具体步骤如下：

S41：快速排除，以某一个多边形参照物，沿着此多边形画矩形，用矩形将多边形包起来，再判断另一个多边形是否在这个矩形框中存在顶点，没有就说明另一个矩形一定在参照矩形框的外围；

S42：利用的是向量叉乘求两线段是否相交，只要存在多边形任意两线段相交，就一定相交，同时还有一种情况，就是平行或者在延长线及线段上，这时候需要排除平行和在延长线上的情况；