[发明专利]基于三维空间剖分的地理坐标压缩编解码方法

说明书

本发明提供一种基于三维空间剖分的地理坐标压缩编解码方法，包括：基于空间八叉树划分的立方体索引编码过程；三维模型重采样与离散几何编码过程；离散几何编码逆转换为地理坐标的解码过程。在立方体索引编码过程中保证了两条严格的数学约束；地理坐标由较大的浮点型数值转换为一个值域在[0,512]内整型数据，压缩了坐标存储空间；空间误差受比例尺约束，实现三维模型数据在不同比例尺约束条件下的模型化简和模型个体分割；减少单个模型文件的数据量，且通过CIC可以找到同一地理空间范围内不同剖分精度的子空间，使编码后的三维模型支持渐进式网络传输；解码后的坐标不会导致地图比例尺所代表的数学约束失效，保证了三维地图在各级比例尺下的可量测性。

技术领域

本发明属于三维模型简化技术领域，尤其涉及一种基于三维空间剖分的地理坐标压缩编解码方法。

背景技术

现有三维电子地图技术中，三维模型数据直接记录了客体所有特征点的三维空间地理坐标。随着城市三维模型不断丰富以及电子地图包含的地理范围不断扩大，三维电子地图中的三维模型的数据量呈级数增长，从而导致数据传输、加载和显示渲染效率的提升变得越来越困难。

为解决上述技术问题，三维电子地图在显示大规模地理场景或高精度城市模型时，通常采三维模型简化的方法以减少三维模型的数据量。现有的简化方法通常在三个方面对三维模型的数据量进行压缩：简化拓扑结构、减少不必要的三角面以及压缩浮点型坐标的存储。这些方法普遍存在两个问题：第一，化简方法是面向三维模型本身，单个复杂的三维模型化简后仍然是单个较为复杂的三维模型，无法被分割成更小的数据单元；第二，化简引起的误差在三维地理空间上的分布有极大的不确定性，无法预知三维模型的在哪些地理位置上发生较大误差以及这些误差的范围是多少。

因此，目前的三维电子地图的三维模型数据量简化方法，存在化简后的一些地理要素三维模型个体，例如地形模型，仍然具有较大的数据量，而且化简引起的误差不确定性导致地图比例尺所代表的严格的数学约束失效，在三维电子地图中无法实现精确度可控的空间量测，导致为三维电子地图的应用带来困难。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于三维空间剖分的地理坐标压缩编解码方法。

本发明采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，提供一种基于三维空间剖分的地理坐标压缩编解码方法，包括：将三维地理空间递归剖分为多个深度上的若干子空间；对每个剖分出来的子空间进行编码，获得每个子空间的立方体索引编码；将三维模型数据中描述几何信息的地理坐标转化为像素坐标，在转化过程中对几何坐标进行重采样，使用重采样后的像素坐标代替三维模型数据原有的地理坐标，得到离散几何编码。

在一些可选的实施例中，基于八叉树算法将三维地理空间划分后，八个节点所表示的子空间的数学模型为：

其中，node表示空间八叉树划分后八个节点所表示的子空间，depth表示空间八叉树的深度，r_depth表示在depth深度时该子空间的立方体索引行编码，c_depth表示在depth深度时该子空间的立方体索引列编码，h_depth表示在depth深度时该子空间的立方体索引铅锤编码。

在一些可选的实施例中，基于八叉树算法将三维地理空间划分后，子空间的立方体索引编码的数学模型为：

CIC＝(r,c,h)；