适于水利工程应用的三维数字地球平台构建方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105868341A(43)申请公布日2016.08.17(21)申请号201610183584.X(22)申请日2016.03.29(71)申请人黄河勘测规划设计有限公司地址450003河南省郑州市金水路109号(72)发明人王军良张楠何刘鹏(74)专利代理机构郑州异开专利事务所(普通合伙)41114代理人韩华(51)Int.Cl.G06F17/30(2006.01)G06T17/05(2011.01)权利要求书2页说明书3页(54)发明名称适于水利工程应用的三维数字地球平台构建方法(57)摘要本发明公开了一种适于水利工程应用的三维数字地球平台构建方法，包括下述步骤：一、构建资源管理器，用于支持数据资源；二、构建数字地球浏览器，以实现对虚拟数字地球的渲染；三、构建网络资源服务器，通过网络进行部署，将基础资源部署在服务器上，客户端通过网络浏览相应资源；四、构建水利场景编辑器，用于编辑开发水利三维场景。本发明优点在于利用数字地球技术表现水利工程的手段，提供了水利工程编辑环境，可以快速在三维平台上规划真实效果水利工程。通过高精度混合地形技术，允许基于优化的超高精度地形表现工程，如给出渠道的设计参数即可生成含有对应渠道的地形，而且在卫星影像上叠加自定义图层，从而实现更高精度的贴图效果。CN105868341ACN105868341A权利要求书1/2页1.一种适于水利工程应用的三维数字地球平台构建方法，其特征在于：包括下述步骤：一、构建资源管理器，用于支持数据资源；所述数据资源包括：1、影像数据，包含经纬坐标的tiff格式、瓦片编号的jpg格式；2、地形数据，包含经纬坐标的tiff格式、瓦片编号的raw格式；3、三维模型；4、矢量标注；为了满足水利工程应用对地形精度以及地形的可拓展性方面的需求，所述地形数据采用三维地形压缩算法进行存储，所述三维地形压缩算法包括：a、地形瓦片分割：将全球地形数据按照经纬度投影，并划分为东半球和西半球两个根节点；所述的每一个根节点等分为4×4个子节点；b、计算偏移值：每一个所述的子节点包含513×513个高程点，首先计算每一个所述的高程点的偏移值，即本子节点的实际高程值减去由其父节点差值得到的高程值；c、对偏移值进行编码存储：取本子节点所有高程点的偏移值的最小值和最大值，则每一个偏移值的编码用下述公式进行计算得到一个字节的编码值B：B=（h0-hmin/hmax-hmin）×255；式中h0为高程点的偏移值，hmin为本子节点所有高程点的偏移值的最小值，hmax为本节点所有高程点的偏移值的最大值；存储时，首先将本节点所有高程点的最小值和最大值进行存储，然后按照从左到右、从上到下的顺序对每一个高程点的编码逐个进行存储；d、对上述存储数据进行哈夫曼编码压缩；二、构建数字地球浏览器，以实现对虚拟数字地球的渲染；所述数字地球浏览器支持跨平台，即：通过开发浏览器在不同平台下的不同版本，共享相同的数据资源格式；所述数据资源格式包括Windows、Linux、Mac、Web、Android、IOS；三、构建网络资源服务器，通过网络进行部署，将基础资源部署在服务器上，客户端通过网络浏览相应资源；建立三维空间数据库，在该数据库中存储地形、影像、矢量的元数据，根据客户端发来的请求指令返回对应的资源，即：a、将影像、地形数据进行打包和综合管理，用于进行导入导出、数据拷贝、数据更新操作；b、使用底层网络接口；c、使用专用数据传输通道和加密机制；四、构建水利场景编辑器，用于编辑开发水利三维场景；建立数字化管理的三维GIS环境，客户通过所述场景编辑器在其中添加三维模型、矢量标注对象，或者进行GIS分析、物理模拟计算操作；a、建立水利地形编辑模块，按照水利工程设计指标对工程地形进行编辑；所述工程地形包括开挖、筑堤、修建渠道；通过高精度工程贴图形成与实际设计指标一致的水利工程场景；b、建立水利工程标注编辑模块，实现对水利工程进行标注；该模块首先是调入标注层，然后可以根据水利工程标注要求，对局部水利工程进行标注；c、建立水利工程模型生成模块，用于生成长距离、工程断面规整的水利工程；通过带有高程的放样线及工程设计断面快速生成线状水利工程，并通过所述水利工程模型转为工程地形，在所述工程地形层上构建水利工程；d、建立水体模型生成模块，用于生成场景中不同形态数据驱动的水体模型；采用虚拟现实的水体生成手段，生成参数化的渠道、河道、湖泊、水库的水体模型；表现上通过参数输2CN105868341A权利要求书2/2页入动态模拟水体的水位、流速、流向、颜色水体自然特征。3CN105868341A说明书1/3页适于水利工程应用的三维数字地球平台构建方法技术领域[0001]本发明涉及