CN107154070B - 矢量要素与数字地面模型叠加方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种矢量要素与数字地面模型叠加方法及装置，获取矢量要素上能够表示矢量要素轮廓的至少一个离散点；在数字地面模型中，查找离散点的二维平面坐标对应的高程值；建立离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系。通过实验可以确定，本发明实施例提供的矢量要素与数字地面模型叠加方法及装置，矢量要素与数字地面模型叠加时接缝严密，不损失现实地形的外貌特点，对比相交算法，计算更加简洁，不易产生误差，对比纹理算法，不会产生大的纹理开销，实现了在占用较小内存空间的基础上降低了矢量要素与数字地面模型之间产生裂缝发生的概率。

Description

矢量要素与数字地面模型叠加方法及装置

技术领域

本发明涉及电子地图技术领域，更具体地说，涉及一种矢量要素与数字地面模型叠加方法及装置。

背景技术

矢量要素和数字地面模型(Digital Terrain Model，DTM)是电子地图数据的重要组成部分。其中，矢量要素为二维数据(只包括x，y平面信息)，而数字地面模型为三维数据，其既包括x，y平面信息，还包括z高程信息。在绘制电子地图时，将矢量要素与数字地面模型叠加，能够大幅度提高地图渲染效率。

目前常用的矢量要素和数字地面模型叠加的方法有两类，一类是求交算法，该算法的原理是在矢量要素上加高程信息，将矢量要素抬高，作为地形上空的遮蔽物，垂直向下做垂线，垂线与数字地面模型的交点的z值(即高程值)就是矢量要素对应的实际的高程z值；另一类是纹理法，该方法的基本思想是将矢量要素输出为纹理图片，通过纹理图片映射在数字地面模型上确定矢量要素的高程z值。

然而，发明人在实现本发明的过程中发现，通过求交算法对矢量要素和数字地面模型进行叠加时，容易造成矢量要素与数字地面模型之间产生裂缝，渲染效果差；而纹理法虽然不会出现叠加后的矢量要素与数字地面模型之间产生裂缝，但是纹理法在叠加过程中会产生大量的纹理数据，这些纹理数据占用了大量的内存空间。

因此，如何在占用较小内存空间的基础上降低矢量要素与数字地面模型之间产生裂缝发生的概率成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种矢量要素与数字地面模型叠加方法及装置，以实现在占用较小内存空间的基础上降低矢量要素与数字地面模型之间产生裂缝发生的概率。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种矢量要素与数字地面模型叠加方法，包括：

获取同一地图瓦片的数字地面模型和矢量要素；

获取所述矢量要素上能够表示所述矢量要素轮廓的至少一个离散点；

在所述数字地面模型中，查找所述离散点的二维平面坐标对应的高程值；

建立所述离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系。

上述方法，优选的，获取所述矢量要素上能够表示所述矢量要素轮廓的至少一个离散点具体包括：

获取所述矢量要素上能够表示所述矢量要素轮廓的至少一个特征点作为所述离散点。

上述方法，优选的，获取所述矢量要素上能够表示所述矢量要素轮廓的至少一个离散点具体包括：

获取所述矢量要素上能够表示所述矢量要素轮廓的至少一个特征点；

依据所述矢量要素的特征点，将所述矢量要素划分为线段，在每一段线段上获取至少一个采样点；

将获取的特征点和采样点作为所述矢量要素的离散点。

上述方法，优选的，所述数字地面模型包括至少一个三角形网格，在所述数字地面模型中，查找所述离散点的二维平面坐标对应的高程值具体包括：

在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维平面坐标的三角形网格；

将包含所述离散点的二维平面坐标的三角形网格的高程值确定为所述离散点的二维平面坐标对应的高程值。

上述方法，优选的，所述离散点的二维平面坐标为二维地理坐标，则所述在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维平面坐标的三角形网格具体包括：

在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维地理坐标的三角形网格；

所述将包含所述离散点的二维平面坐标的三角形网格的高程值确定为所述二维平面坐标对应的高程值具体为：

将包含所述离散点的二维地理坐标的三角形网格的地理高程值确定为所述离散点的二维地理坐标对应的高程值；

所述建立所述离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系具体为：

建立所述离散点的二维地理坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系。

上述方法，优选的，所述在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维平面坐标的三角形网格具体包括：

将所述离散点的二维地理坐标转换为二维栅格坐标；

在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维栅格坐标的三角形网格；

所述将包含所述离散点的二维平面坐标的三角形网格的高程值确定为所述离散点的二维平面坐标对应的高程值具体为：

将包含所述离散点的二维栅格坐标的三角形网格的栅格高程值确定为所述离散点的二维栅格坐标对应的高程值；

所述建立所述离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系具体为：

建立所述离散点的二维栅格坐标及与该二维栅格坐标对应的高程值的关联关系。

上述方法，优选的，将所述离散点的二维地理坐标转换为二维栅格坐标包括：

依据第一公式将所述离散点的二维地理坐标转换为二维栅格坐标，所述第一公式为：

X＝(px-lx)/Δx

Y＝(py-ly)/Δy

其中，(px,py)是离散点的二维地理坐标，(X,Y)表示离散点的二维栅格坐标；(lx,ly)为所述离散点所在地图瓦片的左上顶点的地理坐标；Δx为地图瓦片上每个像素在x轴方向表示的实际地理长度，Δy为地图瓦片上每个像素在y轴方向表示的实际地理长度。

一种矢量要素与数字地面模型叠加装置，包括：

第一获取模块，用于获取同一地图瓦片的数字地面模型和矢量要素；

第二获取模块，用于获取所述矢量要素上能够表示所述矢量要素轮廓的至少一个离散点；

查找模块，用于在所述数字地面模型中，查找所述离散点的二维平面坐标对应的高程值；

关联模块，用于建立所述离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系。

上述装置，优选的，所述第二获取模块包括：

第一获取子模块，用于获取所述矢量要素上能够表示所述矢量要素轮廓的至少一个特征点作为所述离散点。

上述装置，优选的，所述第二获取模块包括：

第二获取子模块，用于获取所述矢量要素上能够表示所述矢量要素轮廓的至少一个特征点；

第三获取子模块，用于依据所述矢量要素的特征点，将所述矢量要素划分为线段，在每一段线段上获取至少一个采样点；

第一确定子模块，用于将获取的特征点和采样点作为所述矢量要素的离散点。

上述装置，优选的，述数字地面模型包括至少一个三角形网格，所述查找模块包括：

第一查找子模块，用于在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维平面坐标的三角形网格；

第二确定子模块，用于将包含所述离散点的二维平面坐标的三角形网格的高程值确定为所述二维平面坐标对应的高程值。

上述装置，优选的，所述离散点的二维平面坐标为二维地理坐标，所述第一查找子模块包括：

第一查找单元，用于在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维地理坐标的三角形网格；

所述第二确定子模块包括：

第一确定单元，用于将包含所述离散点的二维地理坐标的三角形网格的地理高程值确定为所述离散点的二维地理坐标对应的高程值；

所述关联模块包括：

第一关联子模块，用于建立所述离散点的二维地理坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系。

上述装置，优选的，所述第一查找子模块包括：

转换单元，用于将所述离散点的二维地理坐标转换为二维栅格坐标；

第二查找单元，用于在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维栅格坐标的三角形网格；

所述第二确定子模块包括：

第二确定单元，用于将包含所述离散点的二维栅格坐标的三角形网格的栅格高程值确定为所述离散点的二维栅格坐标对应的高程值；

所述关联模块包括：

第二关联子模块，用于建立所述离散点的二维栅格坐标及与该二维栅格坐标对应的高程值的关联关系。

上述装置，优选的，所述转换单元包括：

转换子单元，用于依据第一公式将所述离散点的二维地理坐标转换为二维栅格坐标，所述第一公式为：

X＝(px-lx)/Δx

Y＝(py-ly)/Δy

其中，(px,py)是离散点的二维地理坐标，(X,Y)表示离散点的二维栅格坐标；(lx,ly)为所述离散点所在地图瓦片的左上顶点的地理坐标；Δx为地图瓦片上每个像素在x轴方向表示的实际地理长度，Δy为地图瓦片上每个像素在y轴方向表示的实际地理长度。

通过以上方案可知，本申请提供的一种矢量要素与数字地面模型叠加方法及装置，获取矢量要素上能够表示矢量要素轮廓的至少一个离散点；在数字地面模型中，查找离散点的二维平面坐标对应的高程值；建立离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系。通过实验可以确定，本发明实施例提供的矢量要素与数字地面模型叠加方法及装置，矢量要素与数字地面模型叠加时接缝严密，不损失现实地形的外貌特点，对比相交算法，计算更加简洁，不易产生误差，对比纹理算法，不会产生大的纹理开销，实现了在占用较小内存空间的基础上降低了矢量要素与数字地面模型之间产生裂缝发生的概率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的矢量要素与数字地面模型叠加方法的一种实现流程图；

图2为线类型的矢量要素的一种具体示意图；

图3为面类型的矢量要素的一种具体示意图；

图4为本发明实施例提供的获取矢量要素上能够表示矢量要素轮廓的至少一个离散点的另一种实现方式的实现流程图；

图5为本发明实施例提供的在数字地面模型中，查找离散点的二维平面坐标对应的高程值的一种实现流程图；

图6为本发明实施例提供的矢量要素与二栅格坐标的对应关系示例图；

图7为本发明实施例提供的矢量要素与数字地面模型叠加装置的一种结构示意；

图8为本发明实施例提供的第二获取模块的一种结构示意图；

图9为本发明实施例提供的第二获取模块的另一种结构示意图；

图10为本发明实施例提供的查找模块的一种结构示意图；

图11为本发明实施例提供的第一查找子模块的一种结构示意图；

图12为本发明实施例提供的第二确定子模块的一种结构示意图；

图13为本发明实施例提供的关联模块的一种结构示意图；

图14为本发明实施例提供的第一查找子模块的另一种结构示意图；

图15为本发明实施例提供的第二确定子模块的另一种结构示意图；

图16为本发明实施例提供的关联模块的另一种结构示意图；

图17为本发明实施例提供的转换单元的一种结构示意图。

说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的部分，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示的以外的顺序实施。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的矢量要素与数字地面模型叠加方法的一种实现流程图，可以包括：

步骤S11：获取同一地图瓦片的数字地面模型和矢量要素；

在常用电子地图中，数字地面模型和矢量要素均是分瓦片存储的，因此，可以根据瓦片ID取出同一地图瓦片的数字地面模型和矢量要素。

步骤S12：获取矢量要素上能够表示该矢量要素轮廓的至少一个离散点；

本发明实施例中，从矢量要素中提取若干个离散的点，这些离散的点能够表示该矢量要素的轮廓。

根据矢量要素的类型不同，从矢量要素中获取的离散点的数量可能不同。例如，对于点类型的矢量要素，从该矢量要素只获取一个离散点即可。而对于线类型的矢量要素和面类型的矢量要素，需要从该矢量要素获取两个或更多个离散点才能表征该矢量要素的轮廓。

步骤S13：在获取的数字地面模型中，查找所获取的离散点的二维平面坐标对应的高程值；

数字地面模型的三维信息中，存在二维平面坐标与上述离散点的二维平面坐标相对应(其中，数字地面模型中的二维平面坐标与上述离散点的二维平面坐标相对应包括：数字地面模型中的二维平面坐标与上述离散点的二维平面坐标相同，或者，可以相互转化得到)。因此，基于离散点的二维平面坐标可以在数字地面模型中查找到与所获取的离散点的二维平面坐标对应的高程值。

具体的，可以先在数字地面模型中查找与离散点的二维平面坐标相对应二维平面坐标，将与查找到的二维平面坐标对应的高程值确定为与离散点的二维平面坐标对应的高程值。

步骤S14：建立离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系。

建立离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系后，该离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值可以构成一个三维坐标点，该三维坐标点的二维平面坐标为离散点的二维平面坐标，该三维坐标点的高程值为与该离散点的二维平面坐标建立关联关系的高程值。而由于数字地面模型也为三维坐标点，因此实现了将矢量要素与数字地面模型叠加。

可选的，为了避免矢量要素浮在数字地面模型之上或者嵌在数字地面模型之下，可以将矢量要素的高程值调整的略比数字地面模型的高一些。例如，若以米为单位的话，可以将矢量要素的高程值调整的比数字地面模型的高程值高出0.5米至1米。具体可以多调整几次，以确定最佳调整方案。

本发明实施例提供的矢量要素与数字地面模型叠加方法，获取矢量要素上能够表示矢量要素轮廓的至少一个离散点；在数字地面模型中，查找离散点的二维平面坐标对应的高程值；建立离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系。通过实验可以确定，本发明实施例提供的矢量要素与数字地面模型叠加方法，矢量要素与数字地面模型叠加时接缝严密，不损失现实地形的外貌特点，对比相交算法，计算更加简洁，不易产生误差，对比纹理算法，不会产生大的纹理开销，实现了在占用较小内存空间的基础上降低了矢量要素与数字地面模型之间产生裂缝发生的概率。

可选的，本发明实施例提供的获取矢量要素上能够表示矢量要素轮廓的至少一个离散点的一种实现方式可以为：

获取矢量要素上能够表示矢量要素轮廓的至少一个特征点作为上述离散点。

矢量要素分为点、线、面三种类型。矢量要素以特征点的方式进行存储。其中，点类型的矢量要素的特征点就是矢量要素本身的坐标；线类型的矢量要素为特征点的简单连接，如图2所示，为线类型的矢量要素的一种具体示意图，线类型的矢量要素存储的就是图2中“●”的坐标；而面类型的矢量要素可以视为若干个线段的闭合，如图3所示，为面类型的矢量要素的一种具体示意图，与线类型的矢量要素的存储方式类似，面类型的矢量要素存储的是图3中“●”的坐标。

本发明实施例中，对于点类型的矢量要素，或者，任意相邻两个特征点之间的距离均小于预设阈值的矢量要素，所存储的特征点就可以表示矢量要素轮廓，此时，可以只将特征点作为矢量要素的上述离散点。点类型的矢量要素就一个特征点，线类型和面类型的矢量要素可以有至少两个特征点。

可选的，本发明实施例提供的获取矢量要素上能够表示矢量要素轮廓的至少一个离散点的另一种实现方式的实现流程图如图4所示，可以包括：

步骤S41：获取矢量要素上能够表示所矢量要素轮廓的至少一个特征点；

对于每一个矢量要素，均获取该矢量要素的特征点。具体可以从该矢量要素的信息存储表中提取矢量要素的特征点。

步骤S42：依据矢量要素的特征点，将矢量要素划分为线段，在每一段线段上获取至少一个采样点；

可选的，可以在每一段线段上均匀获取若干采样点。

如图2和图3所示，线类型的矢量要素和面类型的矢量要素的相邻两个特征点可以构成一直线段。对于每一直线段，可以以构成该直线段的两个特征点中的其中一个点为起点，在该两个特征点构成的直线段中每隔一定距离采样一点。其中，相邻两个采样点之间的水平距离可以为地图瓦片上每个像素在水平方向的长度，相邻两个采样点之间的垂直距离为该直线段的斜率与像素在水平方向的长度的乘积的绝对值。

步骤S43：将获取的特征点和采样点作为所述矢量要素的离散点。

本实施例中，离散点由特征点和采样点共同构成。

通常，数字地面模型包括至少一个三角形网格。可选的，本发明实施例提供的在数字地面模型中，查找离散点的二维平面坐标对应的高程值的一种实现流程图如图5所示，可以包括：

步骤S51:在数字地面模型中，查找包含离散点的二维平面坐标的三角形网格；

包含离散点的二维平面坐标的三角形网格可以是指：将该三角形网格投影到该三角形网格对应的经纬度区域后，上述离散点的二维平面坐标在所述三角形网格的投影范围内。

步骤S52：将包含离散点的二维平面坐标的三角形网格的高程值确定为离散点的二维平面坐标对应的高程值。

其中，三角形网格的高程值可以是三角形网格的任意一个顶点的高程值，也可以是，三角形网格的三个顶点的高程值的平均值。

可选的，本发明实施例中，离散点的二维平面坐标可以为二维地理坐标，则在数字地面模型中，查找包含离散点的二维平面坐标的三角形网格的一种实现方式可以为：

在数字地面模型中，查找包含离散点的二维地理坐标的三角形网格。

包含离散点的二维地理坐标的三角形网格可以是指：将该三角形网格投影到该三角形网格对应的经纬度区域后，上述离散点的二维地理坐标在所述三角形网格的投影范围内。

相应的，将包含离散点的二维平面坐标的三角形网格的高程值确定为二维平面坐标对应的高程值具体可以为：

将包含离散点的二维地理坐标的三角形网格的地理高程值确定为二维地理坐标对应的高程值；

相应的，建立离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系具体可以为：

建立离散点的二维地理坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系。

可选的，本发明实施例提供的在数字地面模型中，查找包含离散点的二维平面坐标的三角形网格的另一种实现方式可以为：

将离散点的二维地理坐标转换为二维栅格坐标；

可选的，可以基于地图瓦片上每个像素在x轴方向的实际地理长度，以及地图瓦片上每个像素在y轴方向的实际地理长度将将离散点的二维地理坐标转换为二维栅格坐标。

在数字地面模型中，查找包含离散点的二维栅格坐标的三角形网格；

包含离散点的二维栅格坐标的三角形网格是指：将该三角形网格投影到该三角形网格对应的经纬度区域后，上述离散点的二维地理坐标在所述三角形网格的投影范围内。

与前一实施例不同，本发明实施例中，将二维地理坐标栅格化，依据离散点的二维栅格坐标在数字地面模型中查找包含离散点的二维栅格坐标的三角形网格。

相应的，将包含离散点的二维平面坐标的三角形网格的高程值确定为二维平面坐标对应的高程值具体可以为：

将包含离散点的二维栅格坐标的三角形网格的栅格高程值确定为二维栅格坐标对应的高程值；

其中，三角形网格的栅格高程值可以是将三角形网格栅格化(即，将三角形网格划分为多个多边形子区域，每个多边形子区域为一个栅格)后，包含离散点的二维栅格坐标的栅格的高程值。

相应的，建立离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系具体可以为：

建立离散点的二维栅格坐标及与该二维栅格坐标对应的高程值的关联关系。

本发明实施例中，将各个矢量要素的离散点用二维栅格坐标表示。每个二维栅格坐标对应一个矢量坐标，该矢量坐标对应矢量要素上的某个离散点。

由于包含离散点的二维平面坐标的三角形网格可能只包含一个离散点的二维平面坐标，也有可能包括两个或更多个离散点的二维平面坐标，当包括N(N为大于或等于2的正整数)个离散点的二维平面坐标时，这N个离散点的高程值有可能不同，因此，本发明实施例中，将三角形网格栅格化，在查找到包含离散点的二维平面坐标后，将包含离散点的二维平面坐标内包含离散点的二维平面坐标的栅格的高程值确定为离散点的二维栅格坐标的高程值，与前一实施例相比，能够更加精确的确定离散点的二维平面坐标的高程值。

如图6所示，为本发明实施例提供的矢量要素与二栅格坐标的对应关系示例图。

可选的，本发明实施例提供的将离散点的二维地理坐标转换为二维栅格坐标的一种实现方式可以为：

依据第一公式将离散点的二维地理坐标转换为二维栅格坐标，该第一公式为：

其中，(px,py)是离散点的二维地理坐标，(X,Y)表示离散点的二维栅格坐标；(lx,ly)为所述离散点所在地图瓦片的左上顶点的地理坐标；Δx为地图瓦片上每个像素在x轴方向表示的实际地理长度，Δy为地图瓦片上每个像素在y轴方向表示的实际地理长度。其中，一个像素相当于一个栅格。

与方法实施例相对应，本发明实施例还提供一种矢量要素与数字地面模型叠加装置，本发明实施例提供的矢量要素与数字地面模型叠加装置的一种结构示意如图7所示，可以包括：

第一获取模块71，第二获取模块72，查找模块73和关联模块74；其中，

第一获取模块71用于获取同一地图瓦片的数字地面模型和矢量要素；

在常用电子地图中，数字地面模型和矢量要素均是分瓦片存储的，因此，可以根据瓦片ID取出同一地图瓦片的数字地面模型和矢量要素。

第二获取模块72用于获取矢量要素上能够表示该矢量要素轮廓的至少一个离散点；

本发明实施例中，从矢量要素中提取若干个离散的点，这些离散的点能够表示该矢量要素的轮廓。

根据矢量要素的类型不同，从矢量要素中获取的离散点的数量可能不同。例如，对于点类型的矢量要素，从该矢量要素只获取一个离散点即可。而对于线类型的矢量要素和面类型的矢量要素，需要从该矢量要素获取两个或更多个离散点才能表征该矢量要素的轮廓。

查找模块73用于在数字地面模型中，查找离散点的二维平面坐标对应的高程值；

数字地面模型的三维信息中，存在二维平面坐标与上述离散点的二维平面坐标相对应(其中，数字地面模型中的二维平面坐标与上述离散点的二维平面坐标相对应包括：数字地面模型中的二维平面坐标与上述离散点的二维平面坐标相同，或者，可以相互转化得到)。因此，基于离散点的二维平面坐标可以在数字地面模型中查找到与所获取的离散点的二维平面坐标对应的高程值。

具体的，可以先在数字地面模型中查找与离散点的二维平面坐标相对应二维平面坐标，将与查找到的二维平面坐标对应的高程值确定为与离散点的二维平面坐标对应的高程值。

关联模块74用于建立离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系。

建立离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系后，该二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值可以构成一个三维坐标点，该三维坐标点的二维平面坐标为离散点的二维平面坐标，该三维坐标点的高程值为与该离散点的二维平面坐标建立关联关系的高程值。而由于数字地面模型也为三维坐标点，因此实现了将矢量要素与数字地面模型叠加。

可选的，为了避免矢量要素浮在数字地面模型之上或者嵌在数字地面模型之下，可以将矢量要素的高程值调整的略比数字地面模型的高一些。例如，若以米为单位的话，可以将矢量要素的高程值调整的比数字地面模型的高程值高出0.5米至1米。具体可以多调整几次，以确定最佳调整方案。

本发明实施例提供的矢量要素与数字地面模型叠加装置，获取矢量要素上能够表示矢量要素轮廓的至少一个离散点；在数字地面模型中，查找离散点的二维平面坐标对应的高程值；建立离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系。通过实验可以确定，本发明实施例提供的矢量要素与数字地面模型叠加装置，矢量要素与数字地面模型叠加时接缝严密，不损失现实地形的外貌特点，对比相交算法，计算更加简洁，不易产生误差，对比纹理算法，不会产生大的纹理开销，实现了在占用较小内存空间的基础上降低了矢量要素与数字地面模型之间产生裂缝发生的概率。

可选的，本发明实施例提供的第二获取模块72的一种结构示意图如图8所示，可以包括：

第一获取子模块81，用于获取所述矢量要素上能够表示所述矢量要素轮廓的至少一个特征点作为所述离散点；

矢量要素分为点、线、面三种类型。矢量要素以特征点的方式进行存储。其中，点类型的矢量要素的特征点就是矢量要素本身的坐标；线类型的矢量要素为特征点的简单连接，如图2所示，为线类型的矢量要素的一种具体示意图，线类型的矢量要素存储的就是图2中“●”的坐标；而面类型的矢量要素可以视为若干个线段的闭合，如图3所示，为面类型的矢量要素的一种具体示意图，与线类型的矢量要素的存储方式类似，面类型的矢量要素存储的是图3中“●”的坐标。

本发明实施例中，对于点类型的矢量要素，或者，任意相邻两个特征点之间的距离均小于预设阈值的矢量要素，所存储的特征点就可以表示矢量要素轮廓，此时，可以只将特征点作为矢量要素的上述离散点。点类型的矢量要素就一个特征点，线类型和面类型的矢量要素可以有至少两个特征点。

可选的，本发明实施例提供的第二获取模块72的另一种结构示意图如图9所示，可以包括：

第二获取子模块91，第三获取子模块92和第一确定子模块93；其中，

第二获取子模块91用于获取矢量要素上能够表示矢量要素轮廓的至少一个特征点；

对于每一个矢量要素，均获取该矢量要素的特征点。具体可以从该矢量要素的信息存储表中提取矢量要素的特征点。

第三获取子模块92用于依据矢量要素的特征点，将矢量要素划分为线段，在每一段线段上获取至少一个采样点；

可选的，可以在每一段线段上均匀获取若干采样点。

如图2和图3所示，线类型的矢量要素和面类型的矢量要素的相邻两个特征点可以构成一直线段。对于每一直线段，可以以构成该直线段的两个特征点中的其中一个点为起点，在该两个特征点构成的直线段中每隔一定距离采样一点。其中，相邻两个采样点之间的水平距离为栅格在水平方向的长度，相邻两个采样点之间的垂直距离为该直线段的斜率与栅格在水平方向的长度的乘积的绝对值。

第一确定子模块93用于将获取的特征点和采样点作为矢量要素的离散点。

本实施例中，离散点由特征点和采样点共同构成。

通常，数字地面模型包括至少一个三角形网格。可选的，本发明实施例提供的查找模块73的一种结构示意图如图10所示，可以包括：

第一查找子模块101和第二确定子模块102；其中，

第一查找子模块101用于在数字地面模型中，查找包含离散点的二维平面坐标的三角形网格；

包含离散点的二维平面坐标的三角形网格是指：将该三角形网格投影到该三角形网格对应的经纬度区域后，上述离散点的二维平面坐标在所述三角形网格的投影范围内。

第二确定子模块102用于将包含离散点的二维平面坐标的三角形网格的高程值确定为二维平面坐标对应的高程值。

其中，三角形网格的高程值可以是三角形网格的任意一个顶点的高程值，也可以是，三角形网格的三个顶点的高程值的平均值。

可选的，离散点的二维平面坐标为二维地理坐标，本发明实施例提供的第一查找子模块101的一种结构示意图如图11所示，可以包括：

第一查找单元111，用于在数字地面模型中，查找包含离散点的二维地理坐标的三角形网格。

包含离散点的二维地理坐标的三角形网格可以是指：将该三角形网格投影到该三角形网格对应的经纬度区域后，上述离散点的二维地理坐标在所述三角形网格的投影范围内。

相应的，第二确定子模块102的一种结构示意图如图12所示，可以包括：

第一确定单元121，用于将包含离散点的二维地理坐标的三角形网格的地理高程值确定为二维地理坐标对应的高程值；

相应的，关联模块74的一种结构示意图如图13所示，可以包括：

第一关联子模块131，用于建立离散点的二维地理坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系。

可选的，本发明实施例提供的第一查找子模块101的另一种结构示意图如图14所示，可以包括：

转换单元141，用于将离散点的二维地理坐标转换为二维栅格坐标；

第二查找单元142，用于在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维栅格坐标的三角形网格。

包含离散点的二维栅格坐标的三角形网格是指：将该三角形网格投影到该三角形网格对应的经纬度区域后，上述离散点的二维地理坐标在所述三角形网格的投影范围内。

相应的，第二确定子模块102的另一种结构示意图如图15所示，可以包括：

第二确定单元151，用于将包含所述离散点的二维栅格坐标的三角形网格的栅格高程值确定为所述二维栅格坐标对应的高程值；

其中，三角形网格的栅格高程值可以是将三角形网格栅格化(即，将三角形网格划分为多个多边形子区域，每个多边形子区域为一个栅格)后，包含离散点的二维栅格坐标的栅格的高程值。

相应的，关联模块74的另一种结构示意图如图16所示，可以包括：

第二关联子模块161，用于建立离散点的二维栅格坐标及与该二维栅格坐标对应的高程值的关联关系。

由于包含离散点的二维平面坐标的三角形网格可能只包含一个离散点的二维平面坐标，也有可能包括两个或更多个离散点的二维平面坐标，当包括N(N为大于或等于2的正整数)个离散点的二维平面坐标时，这N个离散点的高程值有可能不同，因此，本发明实施例中，将三角形网格栅格化，在查找到包含离散点的二维平面坐标后，将包含离散点的二维平面坐标内包含离散点的二维平面坐标的栅格的高程值确定为离散点的二维栅格坐标的高程值，与前一实施例相比，能够更加精确的确定离散点的二维平面坐标的高程值。

可选的，本发明实施例提供的转换单元92的一种结构示意图如图17所示，可以包括：

转换子单元171，用于依据第一公式将离散点的二维地理坐标转换为二维栅格坐标，第一公式为：

其中，(px,py)是离散点的二维地理坐标，(X,Y)表示离散点的二维栅格坐标；(lx,ly)为离散点所在地图瓦片的左上顶点的地理坐标；Δx为地图瓦片上每个像素在x轴方向表示的实际地理长度，Δy为地图瓦片上每个像素在y轴方向表示的实际地理长度。其中，一个像素相当于一个栅格。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统(若存在)、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统(若存在)、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案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中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种矢量要素与数字地面模型叠加方法，其特征在于，包括：

获取同一地图瓦片的数字地面模型和矢量要素，所述矢量要素是线类型的矢量要素或面类型的矢量要素；

获取所述矢量要素上能够表示所述矢量要素轮廓的离散点；

在所述数字地面模型中，查找所述离散点的二维平面坐标对应的高程值；

建立所述离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系；

其中，所述获取所示矢量要素上能够表示所述矢量要素轮廓的离散点，具体包括：

获取所示矢量要素上能够表示所述矢量要素轮廓的至少两个特征点；

依据所述矢量要素的特征点，将所述矢量要素划分为线段，在每一段线段上获取至少一个采样点；

将获取的特征点和采样点作为所述矢量要素的离散点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字地面模型包括至少一个三角形网格，在所述数字地面模型中，查找所述离散点的二维平面坐标对应的高程值具体包括：

在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维平面坐标的三角形网格；

将包含所述离散点的二维平面坐标的三角形网格的高程值确定为所述离散点的二维平面坐标对应的高程值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述离散点的二维平面坐标为二维地理坐标，则所述在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维平面坐标的三角形网格具体包括：

在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维地理坐标的三角形网格；

所述将包含所述离散点的二维平面坐标的三角形网格的高程值确定为所述二维平面坐标对应的高程值具体为：

将包含所述离散点的二维地理坐标的三角形网格的地理高程值确定为所述离散点的二维地理坐标对应的高程值；

所述建立所述离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系具体为：

建立所述离散点的二维地理坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维平面坐标的三角形网格具体包括：

将所述离散点的二维地理坐标转换为二维栅格坐标；

在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维栅格坐标的三角形网格；

所述将包含所述离散点的二维平面坐标的三角形网格的高程值确定为所述离散点的二维平面坐标对应的高程值具体为：

将包含所述离散点的二维栅格坐标的三角形网格的栅格高程值确定为所述离散点的二维栅格坐标对应的高程值；

所述建立所述离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系具体为：

建立所述离散点的二维栅格坐标及与该二维栅格坐标对应的高程值的关联关系。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述离散点的二维地理坐标转换为二维栅格坐标包括：

依据第一公式将所述离散点的二维地理坐标转换为二维栅格坐标，所述第一公式为：

X＝(px-lx)/Δx

Y＝(py-ly)/Δy

其中，(px,py)是离散点的二维地理坐标，(X,Y)表示离散点的二维栅格坐标；(lx,ly)为所述离散点所在地图瓦片的左上顶点的地理坐标；Δx为地图瓦片上每个像素在x轴方向表示的实际地理长度，Δy为地图瓦片上每个像素在y轴方向表示的实际地理长度。

6.一种矢量要素与数字地面模型叠加装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取同一地图瓦片的数字地面模型和矢量要素，所述矢量要素是线类型的矢量要素或面类型的矢量要素；

第二获取模块，用于获取所述矢量要素上能够表示所述矢量要素轮廓的离散点；

查找模块，用于在所述数字地面模型中，查找所述离散点的二维平面坐标对应的高程值；

关联模块，用于建立所述离散点的二维平面坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系；

其中，所述第二获取模块包括：

第二获取子模块，用于获取所示矢量要素上能够表示所述矢量要素轮廓的至少两个特征点；

第三获取子模块，用于依据所述矢量要素的特征点，将所述矢量要素划分为线段，在每一段线段上获取至少一个采样点；

第一确定子模块，用于将获取的特征点和采样点作为所述矢量要素的离散点。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，述数字地面模型包括至少一个三角形网格，所述查找模块包括：

第一查找子模块，用于在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维平面坐标的三角形网格；

第二确定子模块，用于将包含所述离散点的二维平面坐标的三角形网格的高程值确定为所述离散点的二维平面坐标对应的高程值。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述离散点的二维平面坐标为二维地理坐标，所述第一查找子模块包括：

第一查找单元，用于在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维地理坐标的三角形网格；

所述第二确定子模块包括：

第一确定单元，用于将包含所述离散点的二维地理坐标的三角形网格的地理高程值确定为所述离散点的二维地理坐标对应的高程值；

所述关联模块包括：

第一关联子模块，用于建立所述离散点的二维地理坐标及与该二维平面坐标对应的高程值的关联关系。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一查找子模块包括：

转换单元，用于将所述离散点的二维地理坐标转换为二维栅格坐标；

第二查找单元，用于在所述数字地面模型中，查找包含所述离散点的二维栅格坐标的三角形网格；

所述第二确定子模块包括：

第二确定单元，用于将包含所述离散点的二维栅格坐标的三角形网格的栅格高程值确定为所述离散点的二维栅格坐标对应的高程值；

所述关联模块包括：

第二关联子模块，用于建立所述离散点的二维栅格坐标及与该二维栅格坐标对应的高程值的关联关系。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述转换单元包括：

转换子单元，用于依据第一公式将所述离散点的二维地理坐标转换为二维栅格坐标，所述第一公式为：

X＝(px-lx)/Δx

Y＝(py-ly)/Δy

其中，(px,py)是离散点的二维地理坐标，(X,Y)表示离散点的二维栅格坐标；(lx,ly)为所述离散点所在地图瓦片的左上顶点的地理坐标；Δx为地图瓦片上每个像素在x轴方向表示的实际地理长度，Δy为地图瓦片上每个像素在y轴方向表示的实际地理长度。

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