[发明专利]电力变电站三维GIS和模型数据快速加载方法和系统

权利要求书

1.一种电力变电站三维GIS和模型数据快速加载方法，其特征在于包括以下步骤：

1)建立基于场景图的三维GIS数据组织结构，用于对电力变电站中的三维GIS数据和模型数据进行统一组织，其中，三维GIS数据包括多层影像数据和多源异构地形数据；

2)以步骤1)中建立的基于场景图的三维GIS数据组织结构为基础，对电力变电站中的多层影像数据进行表达，实现多层影像数据的快速加载；

3)基于步骤1)中建立的基于场景图的三维GIS数据组织结构，对电力变电站工程中的多源异构地形数据进行快速融合；

4)基于步骤1)中建立的基于场景图的三维GIS数据组织结构，对电力变电站工程中的三维模型数据进行快速加载和可视化。

2.如权利要求1所述的一种电力变电站三维GIS和模型数据快速加载方法，其特征在于：所述步骤1)中，建立的基于场景图的三维GIS数据组织结构包括场景图和三维引擎两部分；

所述场景图以多层节点进行描述，节点类型包括绘制节点、功能节点和相机节点，所述绘制节点是场景图的最小节点单元，三维GIS数据和电力变电站模型数据都是由一个个所述绘制节点组合形成；

所述功能节点作为逻辑控制单元，用于对各所述绘制节点进行组合关联，并对各所述绘制节点进行逻辑处理或管理；所述功能节点包括用于控制所述绘制节点位置姿态的变换节点、用于控制所述绘制节点显示与隐藏的开关节点以及用于呈现模型多级状态的LOD节点以及用于对节点动态记载于删除的代理节点；所述相机节点只有一个，对应观察者的视角，用于确定场景的最终成像方式；

所述三维引擎用于实现通用的三维场景数据加载和渲染功能，包括三维数据绘制状态、顶点与索引、模型矩阵、三维逻辑处理以及视图投影矩阵，且所述三维数据绘制状态、顶点与索引、模型矩阵、三维逻辑处理以及视图投影矩阵分别与所述绘制节点的绘制状态、所述绘制节点、所述变换节点、所述功能节点以及所述相机节点一一映射。

3.如权利要求1所述的一种电力变电站三维GIS和模型数据快速加载方法，其特征在于：所述步骤2)中，对电力变电站工程中涉及的多层影响数据进行快速加载时，包括以下步骤：

2.1)基于三维场景图的瓦片四叉树方法构建一套全球统一的空间场景，所述空间场景内整个地球无论全球还是局部，均采用一套地形瓦片进行表达；

2.2)以纹理的方式将电力变电站中的影像图层数据关联到各个地形瓦片之上，关联时按照高分辨率映射高模表面、低分辨率映射低模表面的原则进行多层影像数据的UV处理；

2.3)基于法向量贴图技术对于多层影像进行贴合，并采用一张纹理图像记录复杂地形表面的法向量信息，实现多层影像数据的快速加载。

4.如权利要求1所述的一种电力变电站三维GIS和模型数据快速加载方法，其特征在于：所述步骤3)中，进行多源异构地形数据的快速融合的方法，包括以下步骤：

3.1)将不同来源的所有地形数据按照金字塔结构进行组织，并将金字塔按照层级剖分成多个单独的地形瓦片；

3.2)根据各单独地形瓦片内存储的地形数据信息，进行地形构网，实现多源异构地形数据的快速融合。

5.如权利要求4所述的一种电力变电站三维GIS和模型数据快速加载方法，其特征在于：所述步骤3.1)中，将不同来源的所有地形数据按照金字塔结构进行组织，并将金字塔按照层级剖分成多个单独的地形瓦片的方法为：

首先，将不同来源的地形数据按照数据精度由低到高的顺序自上而下，按照影像的分辨率进行数据采样，形成与影像一致的固定分辨率；然后按照和影像一样的规则构建金字塔；

然后，将所有的地形数据按照金字塔不同层级剖分成一个个空间连续、互不重叠的单独地形瓦片，每一个单独地形瓦片由唯一的层行列号和标识符进行编码，其中标识符G标示规则格网瓦片，标识符T标示不规则三角网格网瓦片。