[发明专利]一种海量地形数据多维剖分结构、生成方法及精细场景快速生成方法

权利要求书

1.一种海量地形数据多维剖分结构，其特征在于：包括，

全球栅格空间，以四叉树进行组织，四叉树的每个节点表示空间数据范围，数据空间范围通过经纬度的跨度来表示，按照设置跨度将全球分为横向和纵向块数比为2:1的块结构；所述全球栅格空间在纵向上进行分层，不同数据层的影像分辨率不同，其中第0层的分辨率最低，按照层数的增加，分辨率增加，第0层的每块影像作为一棵四叉树的根，节点的空间范围内更高分辨率的影像作为子节点；所述横向为维度，纵向为经度；

三角面片结构，基于四叉树的块结构，将数据进行三角面片的分解。

2.根据权利要求1所述的海量地形数据多维剖分结构，其特征在于：所有节点有大小呈现，表示空间数据范围的大小。

3.一种海量地形数据多维剖分结构生成方法，用于生成权利要求1或2所述的海量地形数据多维剖分结构，具体方法包括，

基于全球范围内的栅格数据扩展四叉树空间索引，建立DEM数据四叉树空间索引；

构建TIN的数据结构，将数据进行三角面片的分解；

其中，建立DEM数据四叉树空间索引的具体方法包括，

设置全球地理坐标经度范围为[-180°，+180°]，纬度范围为[-90°，+90°]，此范围以外的坐标值均视为无效值；设置第k+1层的分辨率为第k层的2倍，这个2倍同时约束地形模型和纹理模型；设置金字塔每层的横向和纵向块数比为2:1，且设置第0层的分块数，则第k层的分块数为2^k+1×2^k，并对块号进行编排顺序；设置每个永久存储单元存储的经向和纬向块数最大值；设置每块中DEM为(2ⁿ+1)×(2ⁿ+1)，纹理分辨率为2ⁿ×2ⁿ；设置低一级块数据采样于高一级块，最高分辨率块直接采样于原始数据，且最高分辨率块的LOD级别根据数据范围和纹理影像的分辨率来确定，分块越多，分辨率越高，则LOD级别越高；

将数据进行三角面片的分解的具体方法包括，

采用显式的三角形二叉树来动态地表示地形网格，取两个子三角形来表示父结点三角形，实现三角面片的剖分；采用父三角形取代两个子三角形，实现三角面片的为合并；

其中，k为包括0的自然数；n为大于等于3的自然数。

4.根据权利要求3所述的海量地形数据多维剖分结构生成方法，块号的编排顺序是由左到右，由下到上。

5.一种精细场景快速生成方法，基于权利要求1或2所述的海量地形数据多维剖分结构，具体方法包括，

建立DEM数据四叉树空间索引，以四叉树为基础进行数据的访问和调度；构建TIN的数据结构，将数据进行三角面片的分解，进行插值建立场景地表的三维数据和绘制模型；

对大规模地形进行多分辨率表示，在纵向上对影像数据进行动态分层，按照影像的分辨率和影像的数据量大小，建立分层层数与数据量和分辨率之间的关联关系；把地形分成若干地形块，每个地形块的四个角点构成粗分辨率的网格，每个地形块内为高分辨率网格；使用组织方式存储地形块内网格顶点，但对地形块则不存储其四个角点；各地形块的顶点数小于整个地形的顶点数，对于每个地形块，建立三角形节点顺序与剖分点之间对应关系的查找表，查找表的大小为三角形二叉树的结点总数；基于四叉树的多分辨率地形结构，自顶向下构造DEM多分辨率表示；设置节点评价函数反映每个地形片应该具有的分辨率与当前视点处地形片分辨率的关系；设置独立的线程，进行视点预测，对当前视点不可见而下一视点可见的地形块区域进行装载；根据每一个地形块到当前视点的距离d，以及每一层次所有顶点的最大高度误差ε(l)，来确定选取的地形块需要装载的层次细节。