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CN110619675B - 基于OsgEarth的面矢量数据的加载方法 - Google Patents

基于OsgEarth的面矢量数据的加载方法 Download PDF

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CN110619675B CN201910859013.7A CN201910859013A CN110619675B CN 110619675 B CN110619675 B CN 110619675B CN 201910859013 A CN201910859013 A CN 201910859013A CN 110619675 B CN110619675 B CN 110619675B
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何泉
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Xi'an Hengge Digital Technology Co ltd
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Abstract

基于OsgEarth的面矢量数据的加载方法，包括以下步骤：步骤1，创建影像图层：将面矢量数据配置为OsgEarth的影像图层；步骤2，利用OsgEarth的解析插件gdal将瓦片范围内的矢量数据转换为栅格图片；步骤3，返回栅格图片给对应瓦片，并作为纹理加载显示。本发明在流程上去除了OsgEarth原有技术中最耗时的三角面剖分步骤，从而显著地提升了数据加载速度。

Description

基于OsgEarth的面矢量数据的加载方法
技术领域
本发明属于计算机图形技术领域，特别涉及基于OsgEarth的面矢量数据的加载方法。
背景技术
OsgEarth是一款开源的三维数字地球引擎，由于它本身兼具地理和三维特性，因此在GIS(地理信息系统)行业有着广泛的应用。其中最典型的应用就是地理数据的加载与显示，比如加载全球高分辨率影像数据等栅格数据或者全国行政区划等矢量数据。矢量数据通常包括点、线、面三种类型，对于点数据或者线数据，OsgEarth的加载效率通常可以满足应用要求，但是在面数据的处理上，现有的技术加载速度却非常缓慢。实测一个20MB的矢量面数据，其加载时间大于1分钟，而当数据大于200MB时，内存激增，甚至导致程序崩溃，这显然无法满足用户的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供基于OsgEarth的面矢量数据的加载方法，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
基于OsgEarth的面矢量数据的加载方法，包括以下步骤：
步骤1，创建影像图层：将面矢量数据配置为OsgEarth的影像图层；
步骤2，利用OsgEarth的解析插件gdal将瓦片范围内的矢量数据转换为栅格图片；
步骤3，返回栅格图片给对应瓦片，并作为纹理加载显示。
进一步的，步骤1中，设置图层的数据源路径为指定的面矢量数据，格式为shapefile，同时指定该图层的解析插件为gdal。
进一步的，步骤2中，当影像图层添加到地球三维场景中以后，地球的瓦片在加载时会向图层请求数据，这时利用瓦片的范围信息，通过gdal将对应范围的矢量数据转换为图片，并返回给瓦片。
进一步的，步骤3中，地球瓦片得到图片以后，会将它作为纹理贴图渲染到瓦片的三角面片上，从而完成矢量数据的显示。
渲染是通过OsgEarth实现的。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
1)本发明在流程上去除了OsgEarth原有技术中最耗时的三角面剖分步骤，从而显著地提升了数据加载速度。
2)由于直接将矢量数据栅格化了，所以原过程中用来存放几何顶点，几何渲染对象的内存都可以省略，而这些内存是远大于一张栅格图片的，从而大幅度降低了内存消耗。
附图说明
图1是本发明方法的流程图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
基于OsgEarth的面矢量数据的加载方法，包括以下步骤：
步骤1，创建影像图层：将面矢量数据配置为OsgEarth的影像图层；
步骤2，利用OsgEarth的解析插件gdal将瓦片范围内的矢量数据转换为栅格图片；
步骤3，返回栅格图片给对应瓦片，并作为纹理加载显示。
步骤1中，设置图层的数据源路径为指定的面矢量数据，格式为shapefile，同时指定该图层的解析插件为gdal。
步骤2中，当影像图层添加到地球三维场景中以后，地球的瓦片在加载时会向图层请求数据，这时利用瓦片的范围信息，通过gdal将对应范围的矢量数据转换为图片，并返回给瓦片。
步骤3中，地球瓦片得到图片以后，会将它作为纹理贴图渲染到瓦片的三角面片上，从而完成矢量数据的显示。
渲染是通过OsgEarth实现的。
以加载某市的行政区划面矢量数据为例，OsgEarth目前的技术流程需要首先生成三维的几何面片，然后将它贴地渲染到地形上。而这个测试数据中大概有17000个几何体，当前技术需要遍历每一个几何体，并通过他的边界点再进行三角剖分，其中三角剖分的速度非常缓慢，严重影响加载速度。同时这么大量的几何体剖分完毕后又需要保存为osg的渲染对象，对内存又是很大的开销。于是我们优化的目标就是去掉这两个步骤，因为矢量面数据最终都是以栅格图片的形式贴地渲染的，所以到最后他的剖分三角化信息是不需要的，如果有一种方式可以直接生成栅格数据，那么理论上速度就能大幅提升，而gdal正好具备此功能，他通过像素级的运算完成矢量数据的栅格化转换，速度远快于三角剖分，所以优化后的技术会在加载效率和内存占用上得到提升。
使用FreeEarth平台进行如下实验：
在同一台机器上(CPU:Intel i7-3770显卡：NVIDIA Quadro K2000)，对同样200MB的数据通过原有技术和优化后技术进行加载对比，其耗时如下：
渲染方案 耗时 内存增量
原有技术 大于300秒 大于5GB
优化后 小于10秒 小于500MB
FreeEarth是基于OpenSceneGraph、OsgEarth开发的多行业可自由扩展的二次开发GIS平台，该平台中对OsgEarth现有的面矢量加载技术进行了优化改造，使得对于面矢量数据的加载速度显著提升，并对内存的消耗大大降低。

Claims (3)

1.基于OsgEarth的面矢量数据的加载方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，创建影像图层：将面矢量数据配置为OsgEarth的影像图层；
步骤2，利用OsgEarth的解析插件gdal将瓦片范围内的矢量数据转换为栅格图片；
步骤3，返回栅格图片给对应瓦片，并作为纹理加载显示；
步骤2中，当影像图层添加到地球三维场景中以后，地球的瓦片在加载时会向图层请求数据，这时利用瓦片的范围信息，通过gdal将对应范围的矢量数据转换为图片，并返回给瓦片；
步骤3中，地球瓦片得到图片以后，会将它作为纹理贴图渲染到瓦片的三角面片上，从而完成矢量数据的显示。
2.根据权利要求1所述的基于OsgEarth的面矢量数据的加载方法，其特征在于，步骤1中，设置图层的数据源路径为指定的面矢量数据，格式为shapefile，同时指定该图层的解析插件为gdal。
3.根据权利要求1所述的基于OsgEarth的面矢量数据的加载方法，其特征在于，渲染是通过OsgEarth实现的。
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基于OSGEarth的城市三维场景构建;吴小东 等;《地理空间信息》;20130430;第11卷(第2期);第107-110页 *

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