[发明专利]三维场景天际线快速提取方法、系统、存储介质和设备

说明书

本发明公开了一种三维场景天际线快速提取方法、系统、存储介质和设备，其中三维场景天际线快速提取方法包括：1、构建待显示的三维场景，并加载影像数据和场景数据；2、对浏览器上显示的场景图根据像素的深度值进行边缘检测，提取边缘像素；3、如果像素的深度值大于等于预设的天空区域深度阈值，则相应的像素为天空像素，否则为地表区域像素；4、如果浏览器显示的场景图上的像素既为边缘像素，又为天空像素，则将其设置为初始天际线像素；5、对初始天际线像素进行局部搜索，得到屏幕绘制区域二维显示图中的天际线。该方法不依赖三维场景中地物信息，没有复杂的计算，能够快速提取出场景中的天际线。

技术领域

本发明属于城市天际线提取技术领域，具体涉及一种三维场景中天际线的快速提取技术。

背景技术

天际线是指三维场景中天空与非天空的分界线，是我国城市规划中重要的控制指标之一，提取场景中的天际线，在城市规划，计算机视觉地理定位、山脉、沙漠图像标记、港口安全、森林防火等领域，有着较大的应用价值。申请号为2018109758893的中国专利文献中公开了一种数字城市天际线提取方法，该方法基于城市实景三维模型，通过空间直线插值、投影变换等计算得到建筑物的天际线投影轮廓点，消除遮挡后进行拟合，形成联系的建筑群天际线。该方法在实现过程中需要大量计算，当观察视点变换后，无法快速得到新场景中的天际线。申请号为2019110968435的中国专利申请公开了一种天际线提取方法及系统，其利用GPU渲染管线的方法，结合模板测试和深度测试的在硬件渲染层面实时提取三维场景天际线。该方法对GPU的性能依赖较强，需要设备支持GPU渲染。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种三维场景天际线快速提取方法，该方法不依赖三维场景中地物信息，没有复杂的计算，能够快速提取出场景中的天际线。

技术方案：本发明一方面公开了一种三维场景天际线快速提取方法，包括步骤：

S1、构建待显示的三维场景，并加载影像数据和场景数据；

S2、对浏览器上显示的场景图根据像素的深度值进行边缘检测，提取边缘像素；所述像素的深度值为三维场景中视点到所述像素表示的地物之间的距离与视椎体最远距离的比值；

S3、判断每个像素是否为天空像素：如果像素的深度值大于等于预设的天空区域深度阈值，则相应的像素为天空像素，否则为地表区域像素；

S4、如果浏览器显示的场景图上的像素既为边缘像素，又为天空像素，则将其设置为初始天际线像素；

S5、对初始天际线像素进行局部搜索，得到屏幕绘制区域显示的二维显示图中的天际线，具体包括：

S51、从屏幕绘制区域的左下角像素开始，沿纵向向上查找到的第一个初始天际线像素作为场景图中天际线的第一个点，并将所述第一个初始天际线像素作为当前像素；

S52、在当前像素周围的8邻域内，且处于屏幕绘制区域内部的像素中查找初始天际线像素；在查找结果中选择优先级最高的初始天际线像素为当前像素的下一个天际线点，并将当前像素更新为选择的初始天际线像素；

当前像素周围8邻域内像素的优先级为：位于当前像素上、下、左、右的四个像素为高优先级，位于当前像素左上、左下、右上、右下的四个像素为低优先级；

S53、重复执行步骤S52，直到当前像素位于屏幕绘制区域的最右列；

S54、将提取的天际线点按提取顺序连接，构成屏幕绘制区域二维显示图中的天际线。

进一步地，所述步骤S52中如果当前像素位于屏幕绘制区域的左侧边界，且其8邻域范围内不存在初始天际线像素时，以当前像素为起点，纵向向上搜索，直到搜索到初始天际线像素；将当前像素到搜索到的初始天际线像素之间的像素均设置为天际线点，并将当前像素更新为搜索到的初始天际线像素。