一种二三维一体化的多边图形生成方法、设备和存储介质

摘要

本申请实施例提供的二三维一体化的多边图形的生成方法、设备和存储介质。该方法包括：在目标地图中选取第一多边形区域和第二多边形区域，将第一多边形区域和第二多边形区域的顶点的坐标系进行转换，将转换后的顶点的第一方向上的值设置为零，生成第一平面多边形和第二平面多边形；对所述第一平面多边形和所述第二平面多边形进行布尔运算，生成多边形或多边形集合；确定生成的多边形或多边形集合中的顶点坐标的经纬度及对应的海拔高度；根据所述多边形或多边形集合中的顶点坐标的经纬度及对应的海拔高度，在二维视图和三维视图中对所述目标地图的第一多边形区域和第二多边形区域进行绘制。本申请实施例的方法，不仅能实现多边形布尔运算算法二三维一体化，还能避免在高纬度区域受畸变影响。

说明书

技术领域

本申请涉及地理图像技术领域，尤其涉及一种二三维一体化的多边图形的生成方法、设备和存储介质。

背景技术

布尔运算技术是计算机几何实体造型技术中构造复杂实体最为重要和复杂的问题之一,在建筑工程、工业设计等领域有着重要的应用。布尔运算可以将一组简单模型组合成复杂模型,或将一个复杂模型分割成简单模型的组合。

在二维图形系统中,平面多边形布尔运算是最为基础的运算之一,在CAD和几何实体造型中有着广泛的应用,在计算几何学、计算机图形学、地理信息系统及地质灾害预测评估领域都有涉及。

在三维图形系统中，实体间的交、并、差布尔运算是三维实体造型中一种基础造型方法。将布尔运算引进到实体造型技术中已有多年的历史，现在已经成为实体造型系统中的一种重要造型方法。在目前达到使用的CAD/CAM系统中，布尔运算是不可缺少的组成部分。

传统的应用于地理信息系统中的多边形布尔运算算法，多基于二维图形系统。但随着三维地理信息展示平台的发展，多边形布尔运算技术在三维场景中的应用需求也愈加频繁，但传统的二维多边形布尔运算算法却难以满足其需求。

为实现多边形布尔运算算法在三维场景中的使用，现有的三维多边形布尔运算算法主要分两类：一类是直接在三维空间中进行点、线、面的求交，从而实现实体的布尔运算；另一类是采取降维的方法，先通过一些空间求交运算，把三维问题转化为二维问题，进而返回三维，最终实现实体的布尔运算。这些基于三维图形系统的布尔运算算法在三维地理信息平台的适用性较差，而针对三维地理信息平台提出的多边形布尔运算算法又存在一些问题：仅能在赤道附近正常使用，越靠近高纬度区域，所受畸变影响就越大；仅适用于三维场景，将其转换为二维场景就难以完美兼容使用。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种二三维一体化的多边图形的生成方法，来解决现有技术中存在的上述技术问题。

基于上述目的，在本申请的第一方面，提出了一种二三维一体化的多边图形的生成方法，包括：

在目标地图中选取第一多边形区域和第二多边形区域，根据所述第一多边形区域的顶点生成第一顶点集合，根据所述第二多边形区域的顶点生成第二顶点集合；

将所述第一顶点集合中的顶点转换为第一坐标系下的点，生成第三顶点集合，将所述第二顶点集合中的顶点转换为第一坐标系下的点，生成第四顶点集合；

将所述第三顶点集合和所述第四顶点集合中的点在所述第一坐标系下的第一方向上的值设置为零，生成在所述第一坐标系下的第二方向和第三方向上的第一平面多边形和第二平面多边形；

对所述第一平面多边形和所述第二平面多边形进行布尔运算，生成多边形或多边形集合；

确定生成的多边形或多边形集合中的顶点坐标的经纬度及对应的海拔高度；

根据所述多边形或多边形集合中的顶点坐标的经纬度及对应的海拔高度，在二维视图和三维视图中对所述目标地图的第一多边形区域和第二多边形区域进行绘制。

在一些实施例中，在所述在目标地图中选取第一多边形区域和第二多边形区域，根据所述第一多边形区域的顶点生成第一顶点集合，根据所述第二多边形区域的顶点生成第二顶点集合之前，还包括：

分别初始化构建用于承载3D地图绘制和2D视图绘制的MapView视图。

在一些实施例中，所述第一顶点集合和所述第二顶点集合中的点的坐标为地理系坐标。

在一些实施例中，所述第一坐标系为东北天坐标系。

在一些实施例中，所述将所述第一顶点集合中的顶点转换为第一坐标系下的点，生成第三顶点集合，将所述第二顶点集合中的顶点转换为第一坐标系下的点，生成第四顶点集合，包括：

将所述第一顶点集合中的点的坐标转换为地心坐标系坐标，并计算所述第一多边形区域和所述第二多边形区域的几何中心点的地心坐标系坐标，并将几何中心点的地心坐标系坐标转换为地理坐标系坐标，以几何中心点的位置为原点，将所述第一顶点集合中的顶点转换为东北天坐标系下的点，生成第三顶点集合，将所述第二顶点集合中的顶点转换为东北天坐标系下的点，生成第四顶点集合。

在一些实施例中，所述将所述第三顶点集合和所述第四顶点集合中的点在所述第一坐标系下的第一方向上的值设置为零，生成在所述第一坐标系下的第二方向和第三方向上的第一平面多边形和第二平面多边形，包括：

将所述第三顶点集合和所述第四顶点集合中的点在所述东北天坐标系的天方向上的值设置为零，生成第五顶点集合和第六顶点集合，所述第五顶点集合和所述第六顶点集合中的点分别形成在所述东北天坐标系下的北方向和东方向上的第一平面多边形和第二平面多边形。

在一些实施例中，所述对所述第一平面多边形和所述第二平面多边形进行布尔运算，生成多边形或多边形集合，包括：

对所述第一平面多边形和所述第二平面多边形进行布尔运算，生成所述第一平面多边形和所述第二平面多边形的交集多边形或多边形集合、并集多边形或多边形集合、异或运算多边形或多边形集合、差集多边形或多边形集合。

在一些实施例中，若生成的所述第一平面多边形和所述第二平面多边形的交集多边形或多边形集合、并集多边形或多边形集合、异或运算多边形或多边形集合、差集多边形或多边形集合中存在开孔多边形或多边形集合，记录对应的孔值。

基于上述目的，在本申请的第二方面，提出了一种设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面任一项所述的二三维一体化的多边图形的生成方法。

基于上述目的，在本申请的第三方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述的二三维一体化的多边图形的生成方法。

本申请实施例提供的二三维一体化的多边图形的生成方法通过坐标的变换和布尔运算，实现了多边形布尔运算算法二三维一体化，而且还能避免在高纬度区域受畸变影响。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请实施例一的二三维一体化的多边图形的生成方法的流程图；

图2是本申请实施例二的二三维一体化的多边图形的生成方法的流程图；

图3是用来实现本申请实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图；

图4为普通位置的两个简单多边形的差，交，并，异或运算示意图；

图5为赤道位置的两个简单多边形的差，交，并，异或运算示意图；

图6为北极位置的两个简单多边形的差，交，并，异或运算示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，且本申请实施例中的“第一”、“第二”等只用来对实施例中的特征进行区分，而不应当被认定为对本申请技术方案的限定。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

作为本申请的一个实施例，如图1所示，是本申请实施例一的二三维一体化的多边图形的生成方法的流程图。从图1中可以看出，本实施例的二三维一体化的多边图形的生成方法，包括以下步骤：

S101：在目标地图中选取第一多边形区域和第二多边形区域，根据所述第一多边形区域的顶点生成第一顶点集合，根据所述第二多边形区域的顶点生成第二顶点集合。

本实施例的方法，可以应用于地理信息系统中的三维场景中，以对地图信息进行二维、三维一体化显示，提高布尔运算算法的适用性。具体地，当对目标地图进行二三维一体化绘制时，首先，在包括二维地图和/或三维地图的目标地图中任意选取第一多边形区域和第二多边形区域，这里的第一多边形区域和第二多边形区域通常可以是简单多边形，这里的简单多边形是指邻接两个边之间相交于一个多边形的顶点，不相邻的任意两个边不存在交点的多边形，简单多边形可以是凹多边形，也可以是凸多边形。选取的简单多边形不受地球纬度的限制，可从赤道等低纬度区域到南北极等高纬度区域任意选定；也不受地类限制，可在陆地或海洋区域选择绘制区域；也不受地形的限制，可在山地、森林等区域选择绘制区域。

在选取第一多边形区域和第二多边形区域后，将第一多边形区域的顶点按逆时针顺序组成第一顶点集合，将第二多边形区域的顶点按逆时针顺序组成第二顶点集合，这里的逆时针顺序也可以是顺时针顺序，或者其他顺序，例如逆时针间隔一个顶点的顺序等。

S102：将所述第一顶点集合中的顶点转换为第一坐标系下的点，生成第三顶点集合，将所述第二顶点集合中的顶点转换为第一坐标系下的点，生成第四顶点集合。

在本实施例中，当生成第一顶点集合和第二顶点集合后，将第一顶点集合和第二顶点集合中的顶点进行坐标系转换，并根据转换后的顶点分别生成第三顶点集合和第四顶点集合。具体地，由于是在目标地图中直接选取第一多边形区域和第二多边形区域，因此，选取的第一多边形区域和第二多边形区域的顶点的坐标通常为地理坐标系下的点，为了实现多边形布尔运算算法二三维一体化，还能避免在高纬度区域受畸变影响，因此需要将地理坐标系下的点转换为东北天坐标系下的点，以确定第一多边形区域和第二多边形区域的顶点的经纬度。在本实施例中，第一顶点集合和第二顶点集合可以分别记为set1和set2。遍历顶点集合set1和set2中的所有点(L

S103：将所述第三顶点集合和所述第四顶点集合中的点在所述第一坐标系下的第一方向上的值设置为零，生成在所述第一坐标系下的第二方向和第三方向上的第一平面多边形和第二平面多边形。

在本实施例中，当将第一顶点集合和第二顶点集合中的顶点转换为东北天坐标系下的点后，将各顶点在天方向上的坐标值设置为0，在天方向上的平面上形成两个新的多边形，根据两个新的多边形的顶点分别生成两个顶点集合，即第五顶点集合和第六顶点集合。所述第五顶点集合和所述第六顶点集合中的点分别形成在所述东北天坐标系下的北方向和东方向上的第一平面多边形和第二平面多边形。

S104：对所述第一平面多边形和所述第二平面多边形进行布尔运算，生成多边形或多边形集合。

对所述第一平面多边形和所述第二平面多边形进行布尔运算，生成所述第一平面多边形和所述第二平面多边形的交集多边形或多边形集合、并集多边形或多边形集合、异或运算多边形或多边形集合、差集多边形或多边形集合。具体地，如图4所示，为普通位置的两个简单多边形的差，交，并，异或运算示意图。图5为赤道位置的两个简单多边形的差，交，并，异或运算示意图。图6为北极位置的两个简单多边形的差，交，并，异或运算示意图。从图中可以看出，不同区域的两个平面进行布尔运算的结果不同。

S105：确定生成的多边形或多边形集合中的顶点坐标的经纬度及对应的海拔高度。

分别遍历布尔运算获得的多边形或多边形集合的顶点坐标，由运算结果的多边形或多边形集合的东北天坐标系下的顶点坐标计算获得其经纬度点位置的海拔高度，根据获得的经纬度位置和海拔高度，存储所有运算结果的多边形或多边形集合的地理坐标系顶点坐标。

S106：根据所述多边形或多边形集合中的顶点坐标的经纬度及对应的海拔高度，在二维视图和三维视图中对所述目标地图的第一多边形区域和第二多边形区域进行绘制。

本申请实施例的二三维一体化的多边图形的生成方法，不仅能实现多边形布尔运算算法二三维一体化，还能避免在高纬度区域受畸变影响。

如图2所示，是本申请实施例二的二三维一体化的多边图形的生成方法的流程图。本实施例是在实施例一的基础上扩展出来的实施例。具体地，在实施例一中的步骤S101之前，还包括以下步骤：

S201：分别初始化构建用于承载3D地图绘制和2D视图绘制的MapView视图。

即预先初始化构建两个MapView视图，一个MapView3D用于承载3D地图绘制，一个MapView2D用于承载2D视图绘制。

在步骤S101中，根据第一顶点集合和第二顶点集合绘制四个节点，并将这四个节点分别加载到对应的两个视图中

本实施例的方法，能够取得与实施例一相类似的技术效果，这类不再重复赘述。

此外，作为本申请的一个可选实施例，在上述实施例中，若生成的所述第一平面多边形和所述第二平面多边形的交集多边形或多边形集合、并集多边形或多边形集合、异或运算多边形或多边形集合、差集多边形或多边形集合中存在开孔多边形或多边形集合，记录对应的孔值。

在本申请实施例还提出了一种设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述的二三维一体化的多边图形的生成方法。

此外，本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的二三维一体化的多边图形的生成方法。

下面参考图3，其示出了适于用来实现本申请实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。图3示出的终端设备仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图3所示，计算机系统包括中央处理单元(CPU)301，其可以基于存储在只读存储器(ROM)302中的程序或者从存储部分308加载到随机访问存储器(RAM)303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 303中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU301、ROM 302以及RAM 303通过总线304彼此相连。输入/输出(I/O)接口305也连接至总线304。

以下部件连接至I/O接口305：包括键盘、鼠标等的输入部分306；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分307；包括硬盘等的存储部分308；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器310也基于需要连接至I/O接口305。可拆卸介质311，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，基于需要安装在驱动器310上，以便于从其上读出的计算机程序基于需要被安装入存储部分308。

特别地，基于本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分309从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质311被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)301执行时，执行本申请的方法中限定的上述功能。

需要说明的是，本申请所述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个单元、程序段、或代码的一部分，所述单元、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括信息测量单元、行驶轨迹确定单元、映射关系确定单元和驾驶策略生成单元。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，信息测量单元还可以被描述为“测量本车的状态信息以及周围场景信息的单元”。

作为另一方面，本申请还提供了一种非易失性计算机存储介质，该非易失性计算机存储介质可以是上述实施例中所述装置中所包含的非易失性计算机存储介质；也可以是单独存在，未装配入终端中的非易失性计算机存储介质。上述非易失性计算机存储介质存储有一个或者多个程序，当所述一个或者多个程序被一个设备执行时，使得所述设备：在目标地图中选取第一多边形区域和第二多边形区域，将第一多边形区域和第二多边形区域的顶点的坐标系进行转换，将转换后的顶点的第一方向上的值设置为零，生成第一平面多边形和第二平面多边形；对所述第一平面多边形和所述第二平面多边形进行布尔运算，生成多边形或多边形集合；确定生成的多边形或多边形集合中的顶点坐标的经纬度及对应的海拔高度；根据所述多边形或多边形集合中的顶点坐标的经纬度及对应的海拔高度，在二维视图和三维视图中对所述目标地图的第一多边形区域和第二多边形区域进行绘制。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。