[发明专利]一种自动生成带斜坡开挖边界的三维地形模型的方法

说明书

本发明涉及地理三维模型处理技术领域，其具体公开了一种自动生成带斜坡开挖边界的三维地形模型的方法，包括以下步骤：(1)获取开挖施工的原始数据，其包括原始地面地形、开挖边界线、开挖深度和坡度；(2)对原始地面地形进行裁剪，得到研究区域；(3)提取研究区域内位于开挖边界范围之外的现状地形的特征点和特征线；(4)设计并计算开挖底面；(5)提取开挖范围之内的地形的特征点和特征线；(6)利用开挖边界线、开挖范围之外的现状地形的特征点和等高线，以及挖范围之内的地形的特征点和特征性，创建TIN或者DEM。本发明的一种自动生成带斜坡开挖边界的三维地形模型的方法，能够快速、精准的生成斜坡河床或斜坡山体三维模型。

技术领域

本发明涉及地理三维模型处理技术领域，尤其涉及一种自动生成带斜坡开挖边界的三维地形模型的方法。

背景技术

带斜坡的河床开挖、山体开挖以及道路开挖，是比较常见的工程任务。河床、山体、道路开挖后的三维模型涉及大量的数据，传统使用CAD、SketchUp，3ds MAX等方法手工构建开挖后的三维模型，存在工作量大，效率低，精度差，方案对比困难等缺点。GIS具有强大的空间分析功能，利用GIS进行空间分析，自动、快速、精准构建三维数字模型，可以演示规划设计效果，快速计算开挖土石方量、比选开挖方案等，因此，如何利用GIS空间分析生成带斜坡开挖边界的三维地形模型是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决上述所提及的技术问题之一，提供一种自动生成带斜坡开挖边界的三维地形模型的方法，能够快速、精准的生成带斜坡开挖边界的三维地形模型。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种自动生成带斜坡开挖边界的三维地形模型的方法，包括以下步骤：

(1)获取开挖施工的原始数据，其包括原始地面地形、开挖边界线、开挖深度和坡度；

(2)对原始地面地形进行裁剪，得到研究区域；

(3)提取研究区域内位于开挖边界范围之外的现状地形的特征点和特征线；

(4)设计并计算开挖底面；

(5)提取开挖范围之内的地形的特征点和特征线；

(6)利用开挖边界线、开挖范围之外的现状地形的特征点和等高线，以及挖范围之内的地形的特征点和特征性，创建TIN或者DEM，生成三维地形模型。

优选的，所述步骤(2)中，判断研究区域的边界线是否为封闭的多边形，若为封闭的多边形，则进行下一步骤，若不是封闭的多边形，则通过预处理将研究区域的边界线进行封闭。

优选的，将原始地面地形的DEM转换为不规则三角网TIN，并将TIN中各个三角形的顶点提取出来，作为特征点。

优选的，通过原始地面地形的DEM生成等高线，将等高线作为特征线。

优选的，所述步骤(4)中，可以通过以下任意一种方法设计开挖底面：

1)生成等高的开挖平面，将开挖平面作为开挖底面；

2)生成具有某一坡度的开挖斜面，将开挖斜面作为开挖底面；

3)对原始地形减去开挖深度得到开挖底面；

4)对得到的开挖地形进行修整，以最低点为起始高度开挖底面；

5)对得到的开挖地形进行修整，将高于某一特定高程的地形推平，以该特定高程为起始高度开挖底面。

优选的，将步骤(6)中得到的三维地形模型能够在ArcGIS、SuperMap、MapGIS、ENVI、ERDAS IMAGINE中打开，得到带有地理坐标和高程，能够量测的三维景观。