CN111915711A - 支持虚拟vr的三调地类图斑立体图像获取方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像处理技术领域，公开了一种支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法及装置，该方法包括：获取三调地类图斑对应的矢量瓦片块数据，并对矢量瓦片块数据进行处理获得多个初始几何图形，并获取对应的地理类型；分别根据地理类型对对应的初始几何图形进行颜色渲染，获得多个地类图斑；对地类图斑进行组合获得二维纹理图，并确定目标地类图斑，对目标地类图斑进行拉伸，生成三调地类图斑立体图像。本发明通过对矢量瓦片块数据进行处理以获得多个初始几何图形，之后分别对各初始几何图形进行颜色渲染，并获得目标地类图斑，最后对目标地类图斑进行拉伸，以生成三维立体感较强，并支持虚拟VR展示的三调地类图斑立体图像。

Description

支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法及装置

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着社会的发展和科学的进步，三维立体图像逐渐应用在生活中的各个方面，例如，看3D电影或三维地类图像等，现有技术中，对地类图斑展示方式基本以地形纹理形式为主，以矢量栅格化后的图片作为地形纹理的方式贴合在地形表面，但本质上得到的图像还是二维的栅格图片。这种方式地类图斑界限不明显，只能通过配置颜色或者符号样式来区分不同地类图斑属性，三维的立体感不强，同时无法支持虚拟VR展示。因此，如何获取三维立体感较强、并支持虚拟VR展示的三调地类图斑立体图像是亟待解决的技术问题。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法、装置、设备及存储介质，旨在解决如何获取三维立体感较强、并支持虚拟VR展示的三调地类图斑立体图像的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法，所述支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法包括以下步骤：

获取三调地类图斑对应的矢量瓦片块数据，并对所述矢量瓦片块数据进行处理获得初始几何图像，所述初始几何图像中包括多个初始几何图形；

获取各初始几何图形对应的地理类型；

分别根据所述地理类型对对应的初始几何图形进行颜色渲染，获得多个地类图斑；

对所述地类图斑进行组合，获得二维纹理图；

根据所述二维纹理图确定目标地类图斑，并对所述目标地类图斑进行拉伸，以生成三调地类图斑立体图像。

优选地，所述对所述矢量瓦片块数据进行处理获得初始几何图像的步骤，包括：

将所述矢量瓦片块数据转换成空间数据，所述空间数据包括点数据、线数据和面数据；

根据所述点数据、所述线数据和所述面数据生成初始几何图像。

优选地，所述分别根据所述地理类型对对应的初始几何图形进行颜色渲染，获得多个地类图斑的步骤，包括：

通过三角网构建算法获得各初始几何图形对应的三角网；

根据所述三角网生成基础图形绘制单元；

分别查找所述地理类型对应的样式配置文件；

根据所述样式配置文件和所述基础图形绘制单元对对应的初始几何图形进行颜色渲染，获得多个地类图斑。

优选地，所述根据所述二维纹理图确定目标地类图斑的步骤，包括：

将所述地理类型作为键对象，并根据预设键值对获取所述键对象对应的目标样式标识；

根据所述目标样式标识和所述二维纹理图确定目标地类图斑。

优选地，所述对所述目标地类图斑进行拉伸，以生成三调地类图斑立体图像的步骤，包括：

获取所述目标地类图斑的基准顶点坐标集合；

根据预设坐标高度阈值对所述目标地类图斑进行纵向拉伸，获得拉伸后的目标地类图斑；

获取拉伸后的所述目标地类图斑对应的拉伸顶点坐标集合；

根据所述基准顶点坐标集合和所述拉伸顶点坐标集合生成三调地类图斑立体图像。

优选地，所述根据所述基准顶点坐标集合和所述拉伸顶点坐标集合生成三调地类图斑立体图像的步骤，包括：

根据所述基准顶点坐标集合和所述拉伸顶点坐标集合构建侧面空洞图形区域；

对所述侧面空洞图形区域进行颜色渲染，获得侧面纹理图；

根据拉伸后的所述目标地类图斑和所述侧面纹理图生成三调地类图斑立体图像。

优选地，所述根据所述二维纹理图确定目标地类图斑，并对所述目标地类图斑进行拉伸，以生成三调地类图斑立体图像的步骤之后，还包括：

获取逻辑相机对应的位置信息和三调地类图斑立体图像；

根据所述位置信息确定渲染相机组的位置距离，所述渲染相机组包括第一渲染相机和第二渲染相机；

根据所述位置距离分别设置所述第一渲染相机对应的第一渲染视口与所述第二渲染相机对应的第二渲染视口；

将所述第一渲染视口与所述第二渲染视口作为目标渲染视口；

通过所述目标渲染视口对所述三调地类图斑立体图像进行虚拟VR展示。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取装置，所述支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取装置包括：

获取模块，用于获取三调地类图斑对应的矢量瓦片块数据，并对所述矢量瓦片块数据进行处理获得初始几何图像，所述初始几何图像中包括多个初始几何图形；

所述获取模块，还用于获取各初始几何图形对应的地理类型；

渲染模块，用于分别根据所述地理类型对对应的初始几何图形进行颜色渲染，获得多个地类图斑；

组合模块，用于对所述地类图斑进行组合，获得二维纹理图；

生成模块，用于根据所述二维纹理图确定目标地类图斑，并对所述目标地类图斑进行拉伸，以生成三调地类图斑立体图像。

本发明中，首先获取三调地类图斑对应的矢量瓦片块数据，为加快数据处理效率，可对矢量瓦片块数据进行处理获得多个初始几何图形，然后获取各初始几何图形对应的地理类型，并根据地理类型对对应的初始几何图形进行颜色渲染，以获得便于区分地理类型的多个地类图斑，之后对地类图斑进行组合，获得二维纹理图，最后根据二维纹理图确定目标地类图斑，并对目标地类图斑进行拉伸，以生成三维立体感较强、并支持虚拟VR展示的三调地类图斑立体图像。

附图说明

图1为本发明支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法第一实施例的预设方位像素坐标集合散点图；

图3为本发明支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法第一实施例的侧面空洞图形区域图；

图4为本发明支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法第二实施例的流程示意图；

图5为本发明支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取装置第一实施例的结构框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法第一实施例的流程示意图，提出本发明支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法第一实施例。

在第一实施例中，所述支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法包括以下步骤：

步骤S10：获取三调地类图斑对应的矢量瓦片块数据，并对所述矢量瓦片块数据进行处理获得初始几何图像，所述初始几何图像中包括多个初始几何图形。

需要说明的是，本实施例的执行主体是支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取设备，其中，该设备是具有图像处理、数据处理、网络通信及程序运行等功能的支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取设备，也可为其他设备，本实施例对此不做限制。

其中，“国家第三次土地调查”简称“三调”，三调的成果数据之一是土地分类数据，即地类图斑，也就是说，国家第三次土地调查的土地分类数据称为三调地类图斑，之后根据三调地类图斑获取三调地类图斑数据，并将三调地类图斑数据以矢量数据形式存储于数据库中。

为了加快数据的展示效率，将这些矢量数据按照一定的规则切块，形成矢量瓦片块。可以理解为，根据三维场景中相机视锥体裁剪以获得当前所需的矢量瓦片覆盖范围，根据矢量瓦片覆盖范围计算所需的矢量瓦片块行列号，并获取对应的矢量瓦片块，之后通过数据服务从所述数据库中请求到对应的矢量瓦片块数据，保存到***中以进行缓存。

此外，将所述矢量瓦片块数据转换成空间数据，所述空间数据包括点数据、线数据和面数据，之后对点数据、线数据和面数据进行组合，获得初始几何图像，也就是说，矢量瓦片块数据以json_encode形式存储在数据库中，客户端加载后需要对json_encode数据进行解析，将字符串转换成点、线和面的内存组织形式，之后将点、线和面进行组合以获取初始几何图像，所述初始几何图像中包括多个初始几何图形。

步骤S20：获取各初始几何图形对应的地理类型。

各初始几何图形对应的地理类型可能相同，也可能不同，假设初始几何图像中包括多个初始几何图形，所述初始几何图形为三角形、菱形和矩形等，本方案中可以将三角形对应的地理类型设置为山，可以将菱形对应的地理类型为土地，也可以将矩形对应的地理类型为河流等，本方案中也可以将三角形对应的地理类型设置为山，也可以将菱形对应的地理类型设置为山等，本方案还可以为数据库中已预先设定好初始几何图形对应的地理类型，将初始几何图形在数据库中进行匹配，以获取对应的地理类型，本实施例并不加以限制。

步骤S30：分别根据所述地理类型对对应的初始几何图形进行颜色渲染，获得多个地类图斑。

分别查找地理类型对应的样式配置文件，之后通过三角网构建算法获得各初始几何图形对应的三角网，然后根据三角网生成基础图形绘制单元，最后根据样式配置文件和基础图形绘制单元对对应的初始几何图形进行颜色渲染，以获得多个地类图斑。

也就是说，三调地类图斑是以多边形的形式来表达的，矢量瓦片块解析后的矢量瓦片块数据以点、线和面生成初始几何图形来进行存储，这些初始几何图形无法直接通过三维的应用程序编程接口(Application Programming Interface API)直接进行颜色渲染，因此需要通过狄洛尼(Delaunay)三角网构建算法将各初始几何图形生成对应的三角网，之后根据三角网形成对应的基础图形绘制单元，供三维绘制API调用以进行颜色渲染。

可以理解为，假设初始几何图形为矩形，通过Delaunay三角网构建算法将矩形生成一个三角网，所述三角网中对应两个三角形，之后根据得到的三角网形成矩形对应的基础图形绘制单元，假设初始几何图形为三角形，通过Delaunay三角网构建算法将三角形生成一个三角网，之后根据得到的三角网形成三角形对应的基础图形绘制单元等，本实施例并不加以限制。

其中，初始几何图形对应的地理类型都具有对应的样式标识，样式标识有对应的样式配置文件，所述样式配置文件为用户自定义设置，其中可以包括需要渲染的颜色、符号和透明度等。

将初始几何图形对应的地理类型作为键对象，之后根据预设键值对获取所述键对象对应的样式标识，所述预设键值对包括地理类型和样式标识，所述地理类型与样式标识的对应关系以键值对的形式预先储存至数据库中，以便后续调取使用，假设初始几何图形对应的地理类型为山，所对应的样式标识为1，则获取数值1对应的样式配置文件，也就是说每种地理类型都有对应的样式配置文件，也就是关于山对应的渲染颜色及透明度等，也可以是假设初始几何图形对应的地理类型为水，所对应的样式标识为1，则根据样式标识从样式配置文件(所述样式配置文件中存在各种地理类型对应的配置信息)中选取水对应的渲染颜色等配置信息等，本实施例并不加以限制。

步骤S40：对所述地类图斑进行组合，获得二维纹理图。

地类图斑为已经进行颜色渲染后的初始几何图形，将颜色渲染后的各初始几何图形进行图形组合，获得带有颜色的初始几何图像，之后将带有颜色的初始几何图像称为二维纹理图。

假设初始几何图像中包括三角形、矩形和菱形，三角形、矩形和菱形都为无色图形，之后将三角形渲染为黄色，以成黄色三角形、矩形渲染为蓝色，以生成蓝色矩形、菱形渲染为红色，以生成红色菱形，之后将黄色三角形、蓝色矩形及红色菱形进行图形组合，以获得二维纹理图，所述二维纹理图也就是最终完整的地类图斑图像。

步骤S50：根据所述二维纹理图确定目标地类图斑，并对所述目标地类图斑进行拉伸，以生成三调地类图斑立体图像。

将所述地理类型作为键对象，并根据预设键值对获取所述键对象对应的目标样式标识，根据所述目标样式标识和所述二维纹理图确定目标地类图斑。

预先将初始几何图形对应的地理类型及样式标识存储在数据库中，并将地理类型与样式标识以键值对的形式进行一一对应，也就是说，每种地理类型都有对应的样式标识，假设初始几何图形为三角形，则对应的地理类型为山，则对应的样式标识为1，假设初始几何图形为矩形，则对应的地理类型为水，则对应的样式标识为2等。

根据所述二维纹理图中确定目标地类图斑的方式可以根据样式标识，也可以根据颜色来确定目标地类图斑，若用户筛选样式标识为1的目标地类图斑即为三角形对应的目标地类图斑，也可以利用颜色来确定目标地类图斑，若用户选定黄色，则将具有黄色的初始几何图形即地类图斑作为目标地类图斑等。

根据所述矢量瓦片块数据获取各初始几何图形对应的预设方位的顶点像素坐标集合，并根据所述顶点像素坐标集合获得所述目标地类图斑对应的法线坐标集合，获取所述目标地类图斑的基准顶点坐标集合，根据预设坐标高度阈值对所述目标地类图斑进行拉伸，也就是说，对同一个矢量瓦片块中的不同地类图斑对应的多边形，分别设置顶点的不高程值，使得不同地类图斑能高低错开。由于只是对高程值做了修改，图斑多边形始终保持在通一个平面，因此法线信息不需要做调整，从而可以减少计算量，提高工作效率，获得拉伸后的目标地类图斑，获取拉伸后的所述目标地类图斑的拉伸顶点坐标集合，根据所述基准顶点坐标集合和所述拉伸顶点坐标集合生成三调地类图斑立体图像。

进一步地，所述根据所述第一预设方位的顶点像素坐标集合获得各初始几何图形对应的法线坐标集合的步骤包括，矢量瓦片块数据坐标是以瓦片的左上角为原点的像素坐标集合即预设方位的顶点像素坐标集合，如图2所示。所述图2为本发明支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法第一实施例的预设方位像素坐标集合散点图，其中预设方位像素坐标集合只能满足在二维底图中绘制使用，在三维场景中需要绘制带有景深效果，因此需要转换为真实的地理坐标。其中，坐标转换方式可以为，通过矢量瓦片块的层行列号，通过第一预设公式计算出该矢量瓦片块的东西南北对应的经纬度，再根据矢量瓦片块中每一个顶点像素坐标，可以内插得到每个顶点的经纬度坐标，再根据第二预设公式，将经纬度坐标转换为空间直角坐标，以使空间直角坐标用于三维场景渲染。也就是说，对所述第一预设方位的顶点像素坐标集合进行坐标转换，获得空间直角坐标集合，并根据所述空间直角坐标集合获取各初始几何图形对应的法线坐标集合。

所述第一预设公式为：

式中，L为矢量瓦片块的层级，Col为矢量瓦片块的列号，Row为矢量瓦片块的行号，TileSize为经纬度，West为西经，East为东经，South为南纬，North为北纬。

所述第二预设公式为：

式中，Latitude Degree为纬度坐标，Longitude Degree为经度坐标，x、y、z为笛卡尔空间直角坐标，radCosLat为定义的中间变量，radius为地球半径(可取值6378137)。

根据所述顶点像素坐标集合获得所述目标地类图斑对应的法线坐标集合的步骤为，对所述顶点像素坐标集合进行坐标转换，获得空间直角坐标集合，根据所述空间直角坐标集合获取所述目标地类图斑对应的法线坐标集合。

为了使得纯色的矢量瓦片在三维场景中有立体感，需要加入光照信息，通过地形的起伏形成的亮度明暗变化，使得立体感更强。使用光照的前提是需要顶点具有法线信息。首先计算每个三角形的面法线信息，计算方法为选取三角形的两条边构建方向矢量，对这两个矢量进行叉积得到该面的面法线，其次，将该三角形的面法线赋值给该三角形的每个顶点，一个顶点可能被多个三角形共享，则该顶点的法线记录为所有共享三角形面法线的累加值，最后，将该顶点的累计法线值进行归一化，转为单位法线矢量传入GPU中供光照计算使用。

参考图3，所述图3为本发明支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法第一实施例的侧面空洞图形区域图，之后对所述侧面空洞图形区域进行颜色渲染，获得侧面纹理图，所述根据拉伸后的所述目标地类图斑和所述侧面纹理图生成三调地类图斑立体图像。

对所述侧面空洞图形区域进行颜色渲染，获得侧面纹理图的步骤为将侧面空洞图形通过Delaunay三角网构建算法将矩形生成多个三角网，之后根据得到的三角网形成侧面空洞图形区域对应的基础图形绘制单元，最后根据侧面空洞图形区域对应的样式配置文件和基础图形绘制单元对侧面空洞图形区域进行颜色渲染，以获得侧面纹理图，所述侧面空洞图形区域对应的样式配置文件中的颜色为了使三维图像的立体感更强，可以设置为灰色等，本实施例并不加以限制。

本方案中，还可以将每个瓦片块内的不同地类图斑生成阶梯状的立体三角网，需要对顶面和侧面分别贴图，为了加快渲染效率，可以使用了一体化贴图。具体的，在上述实施例描述的过程中，根据已经渲染生成的一张栅格纹理，将该纹理作为一个整体映射到高低起伏的三角网即可完成贴图，具体的映射关系需要计算出每个顶点的纹理坐标。也就是保留的以瓦片的左上角为原点的像素坐标值，除以矢量瓦片的尺寸大小，得到归一化后的坐标，将改坐标作为顶点的纹理坐标，即可完成纹理坐标和三角网的映射，之后通过过滤条件设置，能达到不同地类图斑抬升到不同的高度，但是突然的抬升显得突兀。因此，可以将过滤条件设置的高度值和地类图斑当前的高度值直接进行插值，在渲染的每一帧进行高度值的调整，逼近设置目标值，从而达到高度抬升或者下降的动画效果，使得地类图斑有个抬升动画过程，使得交互更为平滑。

此外，所述根据所述二维纹理图确定目标地类图斑，并对所述目标地类图斑进行拉伸，以生成三调地类图斑立体图像的步骤之后，获取逻辑相机对应的位置信息和三调地类图斑立体图像，根据所述位置信息确定渲染相机组的位置距离，所述渲染相机组包括第一渲染相机和第二渲染相机，根据所述位置距离分别设置所述第一渲染相机对应的第一渲染视口与所述第二渲染相机对应的第二渲染视口，将所述第一渲染视口与所述第二渲染视口作为目标渲染视口，也就是说通过所述目标渲染视口对所述三调地类图斑立体图像进行虚拟VR展示。本实施例的具体实现方式可以完成在三维场景中的正常渲染操作，但为了支持虚拟VR展示，另外，还需要扩展支持立体像对的渲染能力。因此，可以在三维场景中设置了三个相机，一个逻辑相机和两个渲染相机。在虚拟VR展示模式下，应用程序只能操控逻辑相机，在上述步骤中的三维交互以及动画过程都只和逻辑相机挂钩；两个渲染相机与逻辑相机在朝向上保持一致，位置上左右各偏移一定距离，模拟人眼的瞳距。渲染相机分别设置对应的渲染视口，其中渲染视口的高度为屏幕的高度，宽度为屏幕宽度的一半，两个视口合并覆盖整个渲染屏幕。当关闭虚拟VR模式，渲染相机被移除，逻辑相机切换为唯一的渲染相机，正常在屏幕中渲染。

在本实施例中，首先获取三调地类图斑对应的矢量瓦片块数据，为加快数据处理效率，可对矢量瓦片块数据进行处理获得多个初始几何图形，然后获取各初始几何图形对应的地理类型，并根据地理类型对对应的初始几何图形进行颜色渲染，以获得便于区分地理类型的多个地类图斑，之后对地类图斑进行组合，获得二维纹理图，最后根据二维纹理图确定目标地类图斑，并对目标地类图斑进行拉伸，在提高工作效率的同时，以生成三维立体感较强、并支持虚拟VR展示的三调地类图斑立体图像。

此外，参照图4，图4为基于上述支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法第一实施例，提出本发明支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法第二实施例。

在第二实施例中，支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法中所述步骤S50，还包括：

步骤S501：获取所述目标地类图斑的基准顶点像素坐标集合。

将所述地理类型作为键对象，并根据预设键值对获取所述键对象对应的目标样式标识，根据所述目标样式标识和所述二维纹理图确定目标地类图斑。

预先将初始几何图形对应的地理类型及样式标识存储在数据库中，并将地理类型与样式标识以键值对的形式进行一一对应，也就是说，每种地理类型都有对应的样式标识，假设初始几何图形为三角形，则对应的地理类型为山，则对应的样式标识为1，假设初始几何图形为矩形，则对应的地理类型为水，则对应的样式标识为2等。

根据所述二维纹理图中确定目标地类图斑的方式可以根据样式标识，也可以根据颜色来确定目标地类图斑，若用户筛选样式标识为1的目标地类图斑即为三角形对应的目标地类图斑，也可以利用颜色来确定目标地类图斑，若用户选定黄色，则将具有黄色的初始几何图形即地类图斑作为目标地类图斑等。

矢量瓦片块数据坐标是以瓦片的左上角为原点的像素坐标集合即预设方位的顶点像素坐标集合，如图2所示。所述图2为本发明支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法第一实施例的预设方位像素坐标散点图，其中预设方位像素坐标集合只能满足在二维底图中绘制使用，在三维场景中需要绘制带有景深效果，因此需要转换为真实的地理坐标。其中，坐标转换方式可以为，通过矢量瓦片块的层行列号，通过第一预设公式计算出该矢量瓦片块的东西南北对应的经纬度，再根据矢量瓦片块中每一个顶点像素坐标，可以内插得到每个顶点的经纬度坐标，再根据第二预设公式，将经纬度坐标转换为空间直角坐标，以使空间直角坐标用于三维场景渲染。也就是说，对所述第一预设方位的顶点像素坐标集合进行坐标转换，获得空间直角坐标集合，并根据所述空间直角坐标集合获取各初始几何图形对应的法线坐标集合。

也就是说，根据所述顶点像素坐标集合获得所述目标地类图斑对应的法线坐标集合的步骤为，对所述顶点像素坐标集合进行坐标转换，获得空间直角坐标集合，根据所述空间直角坐标集合获取所述目标地类图斑对应的法线坐标集合。

参考图3，所述图3为本发明支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法第一实施例的侧面空洞图形区域图，所述基准顶点像素坐标集合为B0、B1、B2、B3、B4、B5、B6，也就是说，所述目标地类图斑为二维图斑，所述基准顶点像素坐标集合也是指目标地类图斑中对应的多边形顶点像素坐标。

步骤S502：根据预设坐标高度阈值对所述目标地类图斑进行纵向拉伸，获得拉伸后的目标地类图斑。

根据预设坐标高度阈值对所述目标地类图斑进行拉伸，也就是说，对同一个矢量瓦片块中的不同地类图斑对应的多边形，分别设置顶点的不高程值，使得不同地类图斑能高低错开。由于只是对高程值做了修改，图斑多边形始终保持在通一个平面，因此法线信息不需要做调整，从而可以减少计算量，提高工作效率。最后在拉伸完成后，以获取拉伸后的目标地类图斑。

步骤S503：获取拉伸后的所述目标地类图斑对应的拉伸顶点坐标集合。

进一步地，参考图3，所述拉伸顶点坐标集合为T0、T1、T2、T3、T4、T5和T6，也就是说，所述拉伸后的目标地类图斑由于改变了顶点的高程值，根据坐标B0、B1、B2、B3、B4、B5及B6以获得拉伸后的目标地类图斑对应的拉伸顶点坐标值T0、T1、T2、T3、T4、T5和T6。

所述拉伸后的目标地类图斑与目标地类图斑为同一种图斑，只是高度位置发生了变化。

步骤S504：根据所述基准顶点坐标集合和所述拉伸顶点坐标集合生成三调地类图斑立体图像。

将所述基准顶点坐标和所述拉伸顶点坐标集合，也就是分别将坐标B0、B1、B2、B3、B4、B5及B6与坐标T0、T1、T2、T3、T4、T5和T6依次进行对应连接，以获得侧面空洞图形区域，之后将侧面空洞图形通过Delaunay三角网构建算法将矩形生成多个三角网，也可以是坐标交叉连接，B0分别与T0和T1进行连接、B1分别与T1和T2进行连接、B2分别与T2和T3进行连接、B3分别与T3和T4、B4分别与T4和T5进行连接、B5分别与T5和T6进行连接及B6与T6进行连接，之后根据得到的三角网形成侧面空洞图形区域对应的基础图形绘制单元，最后根据侧面空洞图形区域对应的样式配置文件和基础图形绘制单元对侧面空洞图形区域进行颜色渲染，以获得侧面纹理图，所述侧面空洞图形区域对应的样式配置文件中的颜色为了使三维图像的立体感更强，最后，根据拉伸后的所述目标地类图斑和所述侧面纹理图生成三调地类图斑立体图像。

在本实施例中，首先获取所述目标地类图斑的基准顶点坐标集合，之后为了提高工作效率，根据预设坐标高度阈值对所述目标地类图斑进行拉伸以获得拉伸后的目标地类图斑，并获取拉伸后的所述目标地类图斑对应的拉伸顶点坐标集合，最后根据所述基准顶点坐标集合和所述拉伸顶点坐标集合生成并对目标地类图斑进行拉伸，以生成三维立体感较强的三调地类图斑立体图像。

此外，参照图5，图5为本发明支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取装置第一实施例的结构框图。如图5所示，本发明实施例提出支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取装置包括：获取模块5001，用于获取三调地类图斑对应的矢量瓦片块数据，并对所述矢量瓦片块数据进行处理获得初始几何图像，所述初始几何图像中包括多个初始几何图形；所述获取模块5001，还用于获取各初始几何图形对应的地理类型；渲染模块5002，用于分别根据所述地理类型对对应的初始几何图形进行颜色渲染，获得多个地类图斑；组合模块5003，用于对所述地类图斑进行组合，获得二维纹理图；生成模块5004，用于根据所述二维纹理图确定目标地类图斑，并对所述目标地类图斑进行拉伸，以生成三调地类图斑立体图像。

获取模块5001，用于获取三调地类图斑对应的矢量瓦片块数据，并对所述矢量瓦片块数据进行处理获得初始几何图像，所述初始几何图像中包括多个初始几何图形。

需要说明的是，本实施例的执行主体是支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取设备，其中，该设备是具有图像处理、数据处理、网络通信及程序运行等功能的支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取设备，也可为其他设备，本实施例对此不做限制。

其中，“国家第三次土地调查”简称“三调”，三调的成果数据之一是土地分类数据，即地类图斑，也就是说，国家第三次土地调查的土地分类数据称为三调地类图斑，之后根据三调地类图斑获取三调地类图斑数据，并将三调地类图斑数据以矢量数据形式存储于数据库中。

为了加快数据的展示效率，将这些矢量数据按照一定的规则切块，形成矢量瓦片块。可以理解为，根据三维场景中相机视锥体裁剪以获得当前所需的矢量瓦片覆盖范围，根据矢量瓦片覆盖范围计算所需的矢量瓦片块行列号，并获取对应的矢量瓦片块，之后通过数据服务从所述数据库中请求到对应的矢量瓦片块数据，保存到***中以进行缓存。

此外，将所述矢量瓦片块数据转换成空间数据，所述空间数据包括点数据、线数据和面数据，之后对点数据、线数据和面数据进行组合，获得初始几何图像，也就是说，矢量瓦片块数据以json_encode形式存储在数据库中，客户端加载后需要对json_encode数据进行解析，将字符串转换成点、线和面的内存组织形式，之后将点、线和面进行组合以获取初始几何图像，所述初始几何图像中包括多个初始几何图形。

所述获取模块5001，还用于获取各初始几何图形对应的地理类型。

各初始几何图形对应的地理类型可能相同，也可能不同，假设初始几何图像中包括多个初始几何图形，所述初始几何图形为三角形、菱形和矩形等，本方案中可以将三角形对应的地理类型设置为山，可以将菱形对应的地理类型为土地，也可以将矩形对应的地理类型为河流等，本方案中也可以将三角形对应的地理类型设置为山，也可以将菱形对应的地理类型设置为山等，本方案还可以为数据库中已预先设定好初始几何图形对应的地理类型，将初始几何图形在数据库中进行匹配，以获取对应的地理类型，本实施例并不加以限制。

渲染模块5002，用于分别根据所述地理类型对对应的初始几何图形进行颜色渲染，获得多个地类图斑。

分别查找地理类型对应的样式配置文件，之后通过三角网构建算法获得各初始几何图形对应的三角网，然后根据三角网生成基础图形绘制单元，最后根据样式配置文件和基础图形绘制单元对对应的初始几何图形进行颜色渲染，以获得多个地类图斑。

也就是说，三调地类图斑是以多边形的形式来表达的，矢量瓦片块解析后的矢量瓦片块数据以点、线和面生成初始几何图形来进行存储，这些初始几何图形无法直接通过三维的应用程序编程接口(Application Programming Interface API)直接进行颜色渲染，因此需要通过狄洛尼(Delaunay)三角网构建算法将各初始几何图形生成对应的三角网，之后根据三角网形成对应的基础图形绘制单元，供三维绘制API调用以进行颜色渲染。

可以理解为，假设初始几何图形为矩形，通过Delaunay三角网构建算法将矩形生成一个三角网，所述三角网中对应两个三角形，之后根据得到的三角网形成矩形对应的基础图形绘制单元，假设初始几何图形为三角形，通过Delaunay三角网构建算法将三角形生成一个三角网，之后根据得到的三角网形成三角形对应的基础图形绘制单元等，本实施例并不加以限制。

其中，初始几何图形对应的地理类型都具有对应的样式标识，样式标识有对应的样式配置文件，所述样式配置文件为用户自定义设置，其中可以包括需要渲染的颜色、符号和透明度等。

将初始几何图形对应的地理类型作为键对象，之后根据预设键值对获取所述键对象对应的样式标识，所述预设键值对包括地理类型和样式标识，所述地理类型与样式标识的对应关系以键值对的形式预先储存至数据库中，以便后续调取使用，假设初始几何图形对应的地理类型为山，所对应的样式标识为1，则获取数值1对应的样式配置文件，也就是说每种地理类型都有对应的样式配置文件，也就是关于山对应的渲染颜色及透明度等，也可以是假设初始几何图形对应的地理类型为水，所对应的样式标识为1，则根据样式标识从样式配置文件(所述样式配置文件中存在各种地理类型对应的配置信息)中选取水对应的渲染颜色等配置信息等，本实施例并不加以限制。

组合模块5003，用于对所述地类图斑进行组合，获得二维纹理图。

地类图斑为已经进行颜色渲染后的初始几何图形，将颜色渲染后的各初始几何图形进行图形组合，获得带有颜色的初始几何图像，之后将带有颜色的初始几何图像称为二维纹理图。

假设初始几何图像中包括三角形、矩形和菱形，三角形、矩形和菱形都为无色图形，之后将三角形渲染为黄色，以成黄色三角形、矩形渲染为蓝色，以生成蓝色矩形、菱形渲染为红色，以生成红色菱形，之后将黄色三角形、蓝色矩形及红色菱形进行图形组合，以获得二维纹理图，所述二维纹理图也就是最终完整的地类图斑图像。

生成模块5004，用于根据所述二维纹理图确定目标地类图斑，并对所述目标地类图斑进行拉伸，以生成三调地类图斑立体图像。

将所述地理类型作为键对象，并根据预设键值对获取所述键对象对应的目标样式标识，根据所述目标样式标识和所述二维纹理图确定目标地类图斑。

预先将初始几何图形对应的地理类型及样式标识存储在数据库中，并将地理类型与样式标识以键值对的形式进行一一对应，也就是说，每种地理类型都有对应的样式标识，假设初始几何图形为三角形，则对应的地理类型为山，则对应的样式标识为1，假设初始几何图形为矩形，则对应的地理类型为水，则对应的样式标识为2等。

根据所述二维纹理图中确定目标地类图斑的方式可以根据样式标识，也可以根据颜色来确定目标地类图斑，若用户筛选样式标识为1的目标地类图斑即为三角形对应的目标地类图斑，也可以利用颜色来确定目标地类图斑，若用户选定黄色，则将具有黄色的初始几何图形即地类图斑作为目标地类图斑等。

根据所述矢量瓦片块数据获取各初始几何图形对应的预设方位的顶点像素坐标集合，并根据所述顶点像素坐标集合获得所述目标地类图斑对应的法线坐标集合，获取所述目标地类图斑的基准顶点坐标集合，根据预设坐标高度阈值对所述目标地类图斑进行拉伸，也就是说，对同一个矢量瓦片块中的不同地类图斑对应的多边形，分别设置顶点的不高程值，使得不同地类图斑能高低错开。由于只是对高程值做了修改，图斑多边形始终保持在通一个平面，因此法线信息不需要做调整，从而可以减少计算量，提高工作效率，获得拉伸后的目标地类图斑，获取拉伸后的所述目标地类图斑的拉伸顶点坐标集合，根据所述基准顶点坐标集合和所述拉伸顶点坐标集合生成三调地类图斑立体图像。

进一步地，所述根据所述第一预设方位的顶点像素坐标集合获得各初始几何图形对应的法线坐标集合的步骤包括，矢量瓦片块数据坐标是以瓦片的左上角为原点的像素坐标集合即预设方位的顶点像素坐标集合，如图2所示。所述图2为本发明支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法第一实施例的预设方位像素坐标集合散点图，其中预设方位像素坐标集合只能满足在二维底图中绘制使用，在三维场景中需要绘制带有景深效果，因此需要转换为真实的地理坐标。其中，坐标转换方式可以为，通过矢量瓦片块的层行列号，通过第一预设公式计算出该矢量瓦片块的东西南北对应的经纬度，再根据矢量瓦片块中每一个顶点像素坐标，可以内插得到每个顶点的经纬度坐标，再根据第二预设公式，将经纬度坐标转换为空间直角坐标，以使空间直角坐标用于三维场景渲染。也就是说，对所述第一预设方位的顶点像素坐标集合进行坐标转换，获得空间直角坐标集合，并根据所述空间直角坐标集合获取各初始几何图形对应的法线坐标集合。

所述第一预设公式为：

式中，L为矢量瓦片块的层级，Col为矢量瓦片块的列号，Row为矢量瓦片块的行号，TileSize为经纬度，West为西经，East为东经，South为南纬，North为北纬。

所述第二预设公式为：

式中，Latitude Degree为纬度坐标，Longitude Degree为经度坐标，x、y、z为笛卡尔空间直角坐标，radCosLat为定义的中间变量，radius为地球半径(可取值6378137)。

根据所述顶点像素坐标集合获得所述目标地类图斑对应的法线坐标集合的步骤为，对所述顶点像素坐标集合进行坐标转换，获得空间直角坐标集合，根据所述空间直角坐标集合获取所述目标地类图斑对应的法线坐标集合。

为了使得纯色的矢量瓦片在三维场景中有立体感，需要加入光照信息，通过地形的起伏形成的亮度明暗变化，使得立体感更强。使用光照的前提是需要顶点具有法线信息。首先计算每个三角形的面法线信息，计算方法为选取三角形的两条边构建方向矢量，对这两个矢量进行叉积得到该面的面法线，其次，将该三角形的面法线赋值给该三角形的每个顶点，一个顶点可能被多个三角形共享，则该顶点的法线记录为所有共享三角形面法线的累加值，最后，将该顶点的累计法线值进行归一化，转为单位法线矢量传入GPU中供光照计算使用。

参考图3，所述图3为本发明支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法第一实施例的侧面空洞图形区域图，之后对所述侧面空洞图形区域进行颜色渲染，获得侧面纹理图，所述根据拉伸后的所述目标地类图斑和所述侧面纹理图生成三调地类图斑立体图像。

对所述侧面空洞图形区域进行颜色渲染，获得侧面纹理图的步骤为将侧面空洞图形通过Delaunay三角网构建算法将矩形生成多个三角网，之后根据得到的三角网形成侧面空洞图形区域对应的基础图形绘制单元，最后根据侧面空洞图形区域对应的样式配置文件和基础图形绘制单元对侧面空洞图形区域进行颜色渲染，以获得侧面纹理图，所述侧面空洞图形区域对应的样式配置文件中的颜色为了使三维图像的立体感更强，可以设置为灰色等，本实施例并不加以限制。

本方案中，还可以将每个瓦片块内的不同地类图斑生成阶梯状的立体三角网，需要对顶面和侧面分别贴图，为了加快渲染效率，可以使用了一体化贴图。具体的，在上述实施例描述的过程中，根据已经渲染生成的一张栅格纹理，将该纹理作为一个整体映射到高低起伏的三角网即可完成贴图，具体的映射关系需要计算出每个顶点的纹理坐标。也就是保留的以瓦片的左上角为原点的像素坐标值，除以矢量瓦片的尺寸大小，得到归一化后的坐标，将改坐标作为顶点的纹理坐标，即可完成纹理坐标和三角网的映射，之后通过过滤条件设置，能达到不同地类图斑抬升到不同的高度，但是突然的抬升显得突兀。因此，可以将过滤条件设置的高度值和地类图斑当前的高度值直接进行插值，在渲染的每一帧进行高度值的调整，逼近设置目标值，从而达到高度抬升或者下降的动画效果，使得地类图斑有个抬升动画过程，使得交互更为平滑。

此外，所述根据所述二维纹理图确定目标地类图斑，并对所述目标地类图斑进行拉伸，以生成三调地类图斑立体图像的步骤之后，获取逻辑相机对应的位置信息和三调地类图斑立体图像，根据所述位置信息确定渲染相机组的位置距离，所述渲染相机组包括第一渲染相机和第二渲染相机，根据所述位置距离分别设置所述第一渲染相机对应的第一渲染视口与所述第二渲染相机对应的第二渲染视口，将所述第一渲染视口与所述第二渲染视口作为目标渲染视口，也就是说通过所述目标渲染视口对所述三调地类图斑立体图像进行虚拟VR展示。本实施例的具体实现方式可以完成在三维场景中的正常渲染操作，但为了支持虚拟VR展示，另外，还需要扩展支持立体像对的渲染能力。因此，可以在三维场景中设置了三个相机，一个逻辑相机和两个渲染相机。在虚拟VR展示模式下，应用程序只能操控逻辑相机，在上述步骤中的三维交互以及动画过程都只和逻辑相机挂钩；两个渲染相机与逻辑相机在朝向上保持一致，位置上左右各偏移一定距离，模拟人眼的瞳距。渲染相机分别设置对应的渲染视口，其中渲染视口的高度为屏幕的高度，宽度为屏幕宽度的一半，两个视口合并覆盖整个渲染屏幕。当关闭虚拟VR模式，渲染相机被移除，逻辑相机切换为唯一的渲染相机，正常在屏幕中渲染。

在本实施例中，首先获取三调地类图斑对应的矢量瓦片块数据，为加快数据处理效率，可对矢量瓦片块数据进行处理获得多个初始几何图形，然后获取各初始几何图形对应的地理类型，并根据地理类型对对应的初始几何图形进行颜色渲染，以获得便于区分地理类型的多个地类图斑，之后对地类图斑进行组合，获得二维纹理图，最后根据二维纹理图确定目标地类图斑，并对目标地类图斑进行拉伸，在提高工作效率的同时，以生成三维立体感较强、并支持虚拟VR展示的三调地类图斑立体图像。

本发明支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取装置的其他实施例或具体实现方式可参照上述各方法实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者***中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。词语第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些词语解释为名称。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器镜像(Read Only Memory image，ROM)/随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获取三调地类图斑对应的矢量瓦片块数据，并对所述矢量瓦片块数据进行处理获得初始几何图像，所述初始几何图像中包括多个初始几何图形；

获取各初始几何图形对应的地理类型；

分别根据所述地理类型对对应的初始几何图形进行颜色渲染，获得多个地类图斑；

对所述地类图斑进行组合，获得二维纹理图；

根据所述二维纹理图确定目标地类图斑，并对所述目标地类图斑进行拉伸，以生成三调地类图斑立体图像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述矢量瓦片块数据进行处理获得初始几何图像的步骤，包括：

将所述矢量瓦片块数据转换成空间数据，所述空间数据包括点数据、线数据和面数据；

根据所述点数据、所述线数据和所述面数据生成初始几何图像。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别根据所述地理类型对对应的初始几何图形进行颜色渲染，获得多个地类图斑的步骤，包括：

通过三角网构建算法获得各初始几何图形对应的三角网；

根据所述三角网生成基础图形绘制单元；

分别查找所述地理类型对应的样式配置文件；

根据所述样式配置文件，通过所述基础图形绘制单元对初始几何图形进行颜色渲染，获得多个地类图斑。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述二维纹理图确定目标地类图斑的步骤，包括：

将所述地理类型作为键对象在预设键值对中查找对应的目标样式标识，所述键值对中存放有地理类型和样式标识之间的对应关系；

根据所述目标样式标识和所述二维纹理图确定目标地类图斑。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标地类图斑进行拉伸，以生成三调地类图斑立体图像的步骤，包括：

获取所述目标地类图斑的基准顶点坐标集合；

根据预设坐标高度阈值对所述目标地类图斑进行纵向拉伸，获得拉伸后的目标地类图斑；

获取拉伸后的所述目标地类图斑对应的拉伸顶点坐标集合；

根据所述基准顶点坐标集合和所述拉伸顶点坐标集合生成三调地类图斑立体图像。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述基准顶点坐标集合和所述拉伸顶点坐标集合生成三调地类图斑立体图像的步骤，包括：

根据所述基准顶点坐标集合和所述拉伸顶点坐标集合构建侧面空洞图形区域；

对所述侧面空洞图形区域进行颜色渲染，获得侧面纹理图；

根据拉伸后的所述目标地类图斑和所述侧面纹理图生成三调地类图斑立体图像。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述二维纹理图确定目标地类图斑，并对所述目标地类图斑进行拉伸，以生成三调地类图斑立体图像的步骤之后，还包括：

获取逻辑相机对应的位置信息和三调地类图斑立体图像；

根据所述位置信息确定渲染相机组的位置距离，所述渲染相机组包括第一渲染相机和第二渲染相机；

根据所述位置距离分别设置所述第一渲染相机对应的第一渲染视口与所述第二渲染相机对应的第二渲染视口；

将所述第一渲染视口与所述第二渲染视口作为目标渲染视口；

通过所述目标渲染视口对所述三调地类图斑立体图像进行虚拟VR展示。

8.一种支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取装置，其特征在于，所述支持虚拟VR的三调地类图斑立体图像获取装置包括：

获取模块，用于获取三调地类图斑对应的矢量瓦片块数据，并对所述矢量瓦片块数据进行处理获得初始几何图像，所述初始几何图像中包括多个初始几何图形；

所述获取模块，还用于获取各初始几何图形对应的地理类型；

渲染模块，用于分别根据所述地理类型对对应的初始几何图形进行颜色渲染，获得多个地类图斑；

组合模块，用于对所述地类图斑进行组合，获得二维纹理图；

生成模块，用于根据所述二维纹理图确定目标地类图斑，并对所述目标地类图斑进行拉伸，以生成三调地类图斑立体图像。

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