[发明专利]一种GIS系统中三维模型几何自适应简化方法

说明书

本发明涉及一种GIS系统中三维模型几何自适应简化方法，包括：S1：输入三维模型数据；S2：对所述三维模型数据进行分类概算，统计三维模型中点到平面距离，并求出所有共面权值和总数三角面的相对比值P；判断P与预设阈值P_min的关系，若P小于P_min，则进入步骤S3；否则进入步骤S4；S3：合并同平面三角形，进行最简剖分；S4：进行格网聚合，得到聚合后的三角面，并输出最终三维模型数据。本发明的有益效果是：不需要过多的人工干预和人工建模,极大的降低了人力的资源；大大提高格网聚合速度，从而提高简化的效率,真正意义上做到了效率优化；避免了过多的特征丢失,保证了数据的简化质量。

技术领域

本发明涉及GIS图像处理领域，尤其涉及一种GIS系统中三维模型几何自适应简化方法。

背景技术

地理信息系统GIS（Geographic Information System ）目前越来越多使用三维数据来对现实世界进行表达，特别近年来智慧城市，数字孪生，虚拟现实等热点概念下，三维已是事实的大势所趋，而其中三维模型数据又是这类应用的基础. 传统三维应用行业三维模型精度非常高，数据可能最多几百GB，常规应用一般几十G，例如目前BIM，游戏，仿真等领域都属于强三维领域，在三维上目前有较成熟的应用与成果，与以上行业不同的是，GIS行业的三维模型数据体量非常巨大，应用难度较大，例如某一个区的智慧城市实景三维建设项目仅模型数据就有500G+，如果全市，全省需要建设体量至少上TB级别，这种体量不管是显示还是做空间分析，将会是一个及其耗时的过程，所以业内常用做法就是将模型做简化，根据不同的显示比例做不同粗细粒度的简化，用以减少数据的当前使用量。

目前常见的三维模型几何简化方法有QEM(Quadric Error Mactrics，二次误差测度)，QEM方法核心思想是基于三维模型中顶点之间的几何距离误差来缩减模型顶点，因为基于距离判定作为阈值，它会类似二维简化一样将密集点分布为近似平均分布，所以平均简化的结果往往不尽人意，虽此类简化一定程度上减少了数据的体量，但是难免简化效果不能满足GIS行业的实际要求。

发明内容

本发明旨在设计一种自适应的简化方法，在模型数据进行简化的同时判定不同的分类，进而采用特定的简化流程达到简化不同分类模型的目的，用以适用GIS行业的大规模三维模型批量简化。

本发明的目的在于解决以下问题：

1、同平面内部点不会完全去掉问题：模型某一区域有多个的顶点位于同一平面，它也会均匀分布删除顶点，不能达到最简简化效果，即内部点不会完全去掉，而是根据简化距离动态减少，但是永远不会降为人眼判别的最小值；

2、降低模型细节特征丢失率: 当模型的简化到一定程度后, 某些重要特征细节会严重丢失, 这会降低模型质量,严重影响可视化效果；

本发明提供一种GIS系统中三维模型几何自适应简化方法，包括以下步骤：

S1：输入三维模型数据；

S2：对所述三维模型数据进行分类概算，统计三维模型中点到平面距离，并求出所有共面权值和总数三角面的相对比值P；判断P与预设阈值P_min的关系，若P小于P_min，则进入步骤S3；否则进入步骤S4；

S3：合并同平面三角形，进行最简剖分；

S4：进行格网聚合，得到聚合后的三角面，并输出最终三维模型数据。