城區(qū)三維可視與可量測(cè)立體地形圖制作方法

1.一種城區(qū)三維可視與可量測(cè)立體地形圖制作方法，其特征在于：采用下述步驟：(1)數(shù)據(jù)采集：通過(guò)矢量數(shù)字地圖數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)采集建筑物邊框三維坐標(biāo)，采集每座建筑物比高H；(2)城市建筑物三維建模：根據(jù)上述采集的建筑物的邊框和比高數(shù)據(jù)，以每座建筑物邊框?yàn)榻ㄖ锏酌嫜豘軸向上移動(dòng)比高H，形成建筑物頂部的外輪廓線(xiàn)和頂面，連接相應(yīng)點(diǎn)，形成側(cè)面，建立了描述建筑物的體、面、線(xiàn)、點(diǎn)之間的關(guān)系的三維數(shù)據(jù)鏈；(3)三維地圖整飾：在圖幅內(nèi)方里網(wǎng)格網(wǎng)交點(diǎn)上按給定的視角α設(shè)立三維立體標(biāo)尺和圖廓三維數(shù)據(jù)鏈，圖幅四角亦設(shè)立三維立體標(biāo)尺并標(biāo)注量測(cè)刻度三維數(shù)據(jù)鏈；(4)等視角投影變換：對(duì)上述建筑物三維模型按照給定的視角α將建筑物輪廓線(xiàn)從空間投影到平面上，建立建筑物的三維空間頂點(diǎn)與二維平面圖之間的映射關(guān)系，連接同名輪廓線(xiàn)拐點(diǎn)，形成既有立體感又可量測(cè)建筑物比高的視覺(jué)模型；(5)三維模型消隱處理：①首先繪制所有建筑物模型的底面，②以所有建筑物的三維模型的側(cè)面到視點(diǎn)的距離為依據(jù)，由遠(yuǎn)到近排序，分別繪制，③以所有建筑物模型的頂面比高為依據(jù)，由低到高排序，并按由低到高的次序分別繪制；(6)三維模型渲染處理：根據(jù)城市三維模型和模擬光照，運(yùn)用數(shù)學(xué)模擬的方法分別對(duì)模型中的每一個(gè)表面計(jì)算著色，生成城市三維模型圖像；(7)對(duì)生成立體效果圖進(jìn)行平面整飾：①將上述城市三維模型圖像、地表矢量圖層和正射影像圖層疊加，②對(duì)圖幅周邊增加三維比例尺和立體效果示例；(8)成圖輸出：按照不同要求，輸出或存儲(chǔ)上述成果圖。
2.如權(quán)利要求1所述的城區(qū)三維可視與可量測(cè)立體地形圖制作方法，其特征在于：等視角投影變換算法過(guò)程如下：①數(shù)據(jù)整理：對(duì)采集而得的每個(gè)建筑物的模型判斷每一個(gè)面的屬性，區(qū)分開(kāi)底面A、側(cè)面、頂面B。②投影計(jì)算對(duì)于頂面B的所有頂點(diǎn)p(x，y，z)投影變換到p′(m，n)。這里的z＝h，對(duì)于不是平頂?shù)姆课荩蓓敻鱾€(gè)頂點(diǎn)有不同的比高。m=x+z×cosan=y+z×sina---(1)]]>底面A是數(shù)據(jù)采集過(guò)程得到的建筑物邊框，角α是相對(duì)于y軸正方向的視角，h是采集而得的建筑物比高，面B是面A投影變換后得到的。p′(m，n)是投影后得到的屋角的坐標(biāo)，p(x，y)是x和y軸的交點(diǎn)，也是同p′(m，n)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的屋角的地面上的點(diǎn)。③三維模型重組在原有三維點(diǎn)、線(xiàn)、面關(guān)系基礎(chǔ)上，由投影變換過(guò)的p′(m，n，z)坐標(biāo)替換原來(lái)的坐標(biāo)p(x，y，z)。
3.如權(quán)利要求1所述的城區(qū)三維可視與可量測(cè)立體地形圖制作方法，其特征在于：三維模型每一個(gè)表面模擬光照計(jì)算公式：I＝r×P×cosδ其中：δ為入射角，r為反射系數(shù)，P為光源發(fā)光強(qiáng)度，I為落在表面上的光能。
4.如權(quán)利要求1所述的城區(qū)三維可視與可量測(cè)立體地形圖制作方法，其特征在于：所述的視角α為0°～360°。

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