本發(fā)明涉及地理信息系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是指一種信息可視化表達方法。

背景技術(shù)：

三維地理信息實現(xiàn)了真實世界在空間和時間上的連續(xù)表達，不需要專業(yè)測繪人員進行符號解譯，能夠縮小認知距離，實現(xiàn)信息普及。三維地理信息是二維地理信息的擴充，它以直觀逼真的三維模型代替了抽象的二維地圖符號，不僅具備二維gis最基本的空間數(shù)據(jù)處理功能，而且能夠表現(xiàn)更多的空間關(guān)系，同時為更加強大的多維度空間分析提供了可能。目前，模型表達是三維地理信息要素可視化表達的主要方式，其利用三維建模軟件或者工具，將地理信息要素，如樓房、橋梁、道路、樹木等，采用人工制作的形式，將其分割成若干面片，再整體組裝成一個模型進行表達。通常一個熟練的工作人員每小時約構(gòu)建300個左右的面片，一個稍微復(fù)雜的建筑物可能包含30000個面片，因此構(gòu)建時間約10小時，生成的模型文件約10m。而城市地物復(fù)雜多樣，如果按照這種建模方法進行場景三維可視化表達，需要耗費大量的人工，而且占用大量存儲空間。

因此，利用符號表達來進行三維地理信息要素的可視化表達，是解決上述問題的一種有效方法。但是，目前地理信息所采用的三維符號大多是采用建模軟件生成的樣式簡單、重復(fù)度較高的單一化符號，只能進行整體符號的縮放、旋轉(zhuǎn)等操作，難以對符號細節(jié)進行編輯，這極大限制了地理信息要素利用三維符號化進行表達的編輯靈活性和表達豐富度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供了一種信息可視化表達方法，采用參數(shù)化變量描述三維符號，可便捷調(diào)節(jié)符號參數(shù)自動生成所需三維符號，在提高三維符號編輯靈活性的同時，還能夠節(jié)省存儲空間，提升場景搭建效率。

本發(fā)明提供一種信息可視化表達方法，所述方法包括以下步驟：

步驟a：根據(jù)應(yīng)用場景確定所述信息的信息要素三維符號類型；

步驟b：根據(jù)所述符號類型，設(shè)置符號的視覺變量，以確定設(shè)置符號參數(shù)所需的參數(shù)內(nèi)容；

步驟c：根據(jù)所述參數(shù)內(nèi)容，設(shè)置符號參數(shù)；

步驟d：根據(jù)所述符號參數(shù)，進行符號繪制。

由上，本發(fā)明采用參數(shù)化變量描述三維符號，可便捷調(diào)節(jié)符號參數(shù)自動生成所需三維符號，在提高三維符號編輯靈活性的同時，還能夠節(jié)省存儲空間，提升場景搭建效率。

優(yōu)選地，步驟a所述符號類型包括至少以下之一：點符號、線符號和面符號。

優(yōu)選地，步驟b所述視覺變量包括至少以下之一：位置、姿態(tài)、形狀、尺寸、紋理。

由上，通過設(shè)置符號的視覺變量，例如位置、姿態(tài)、形狀、尺寸、紋理等，用以確定符號的參數(shù)化設(shè)置所需的參數(shù)內(nèi)容。

優(yōu)選地，所述步驟c還包括：根據(jù)所述視覺變量設(shè)置函數(shù)參數(shù)或者類自變量。

由上，根據(jù)所述視覺變量設(shè)置函數(shù)參數(shù)或者類自變量，用以后續(xù)方便程序自動實現(xiàn)三維符號的編輯。

優(yōu)選地，當(dāng)所述符號類型為點符號時，所述步驟d包括：根據(jù)所述符號參數(shù)，設(shè)置相應(yīng)的顏色、材質(zhì)的紋理和圖形繪制方式，采用矩陣變換及透明貼圖技術(shù)繪制三維點狀符號。

優(yōu)選地，當(dāng)所述符號類型為線符號時，所述步驟d包括：采用要素放樣的方式將規(guī)則幾何對象或紋理進行矩陣變換操作，繪制三維線 狀符號。

優(yōu)選地，當(dāng)所述符號類型為面符號時，所述步驟d包括：采用要素填充的方式將用于填充的三維符號或幾何體按照生成的隨機數(shù)進行矩陣變換，繪制三維面狀符號。

由上可以看出，本發(fā)明通過提供一種信息可視化表達方法，采用參數(shù)化變量描述三維符號，可便捷調(diào)節(jié)符號參數(shù)自動生成所需三維符號，在提高三維符號編輯靈活性的同時，還能夠節(jié)省存儲空間，提升場景搭建效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種信息可視化表達方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種點狀要素天橋的符號化繪制結(jié)果示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種線狀要素符號化設(shè)計步驟示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種線狀要素管道的符號化繪制結(jié)果(部分細節(jié))示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的一種面狀要素符號化設(shè)計步驟示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的一種面狀要素樹林的符號化繪制結(jié)果示意圖；

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié) 合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

為克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供了一種信息可視化表達方法，采用參數(shù)化變量描述三維符號，可便捷調(diào)節(jié)符號參數(shù)自動生成所需三維符號，在提高三維符號編輯靈活性的同時，還能夠節(jié)省存儲空間，提升場景搭建效率。

實施例一

如圖1所示，為本發(fā)明實施例中提供的一種信息可視化表達方法的流程示意圖，所述方法包括：

s101，根據(jù)場景環(huán)境，確定地理信息要素三維符號類型，通常包括點符號、線符號和面符號等。

s102，設(shè)置符號的視覺變量，例如位置、姿態(tài)、形狀、尺寸、紋理等，用以確定符號的參數(shù)化設(shè)置所需的參數(shù)內(nèi)容。

s103，符號參數(shù)設(shè)置，及根據(jù)符號視覺變量設(shè)置函數(shù)參數(shù)或者類自變量，用以后續(xù)方便程序自動實現(xiàn)三維符號的編輯。

s104，根據(jù)符號參數(shù)，進行符號繪制。其中，對于點符號，進入s105實現(xiàn)符號繪制；對于線符號，進入s106實現(xiàn)符號繪制；對于面符號，進入s107實現(xiàn)符號繪制。

s105，對于點符號，根據(jù)形態(tài)，選擇相應(yīng)的參數(shù)，并采用相應(yīng)技術(shù)對參數(shù)進行實現(xiàn)。步驟通常包括：

s105(a)，點符號參數(shù)設(shè)置，基于符號設(shè)計理論研究及常見城市場景中該點符號(如天橋、路燈等)的形態(tài)，設(shè)置點符號參數(shù)。

s105(b)，根據(jù)參數(shù)設(shè)置，采用矩陣變換及透明貼圖等技術(shù)實現(xiàn)點符號各參數(shù)的具體實現(xiàn)。

s105(c)，圖形繪制，即根據(jù)各參數(shù)，設(shè)置相應(yīng)的顏色、材質(zhì)的紋理和圖形繪制方式，繪制三維點狀符號。

s106，對于線符號，采用要素放樣的方式，即將規(guī)則幾何對象或紋理通過矩陣變換操作，重復(fù)多次整合成三維線狀符號。步驟通常包括：

s106(a)，建立初始幾何對象，包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備及數(shù)據(jù)初始化，如通過人工交互或讀取二維數(shù)據(jù)，獲取需要繪制的三維符號的關(guān)鍵點坐標(biāo)、高程值、材質(zhì)等幾何及屬性信息。

s106(b)，對符號的幾何和屬性信息進行修正，如采用空間插值、矩陣變換、紋理坐標(biāo)計算等方法，達到三維符號精美表達效果。

s106(c)，圖形繪制，即根據(jù)修正后的幾何信息和紋理坐標(biāo)信息等圖形屬性，設(shè)置相應(yīng)的顏色、材質(zhì)的紋理和圖形繪制方式，繪制三維線狀符號。

s107，對于面符號，采用要素填充的方式，將紋理或幾何體(通常為點符號)填充到面符號區(qū)域內(nèi)。步驟通常包括：

s107(a)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，獲取需要填充的面域、用于填充的符號或簡單幾何體及其相關(guān)屬性(數(shù)量、大小、姿態(tài)等)。

s107(b)，范圍約束，根據(jù)面域數(shù)據(jù)選擇最大最小值，得到面域邊界線，用來約束填充范圍。然后根據(jù)約束范圍、數(shù)量、大小和姿態(tài)屬性，運用隨機函數(shù)生成坐標(biāo)、大小等數(shù)值，用來控制填充個體的位置和姿態(tài)。

s107(c)，圖形繪制，將用于填充的三維符號或簡單幾何體按照生成的隨機數(shù)進行矩陣變換，繪制三維面狀符號。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種信息可視化表達方法，采用參數(shù)化變量描述三維符號，可便捷調(diào)節(jié)符號參數(shù)自動生成所需三維符號，在提高三維符號編輯靈活性的同時，還能夠節(jié)省存儲空間，提升場景搭建效率。

實施例二

為了進一步闡述本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，現(xiàn)結(jié)合具體的應(yīng)用場景，對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案進行說明，對于點狀要素三維符號化，主要對其進行參數(shù)設(shè)置。本實施例中以天橋為例，給出其參數(shù)設(shè)置如 表1所示：

表1天橋參數(shù)設(shè)置

通過上述參數(shù)設(shè)置后，采用矩陣變換及透明貼圖等技術(shù)對各參數(shù)進行實現(xiàn)，并進行顏色、材質(zhì)的紋理和圖形繪制。如圖2所示,為點狀要素三維符號化的效果圖。

實施例三

為了進一步闡述本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，現(xiàn)結(jié)合具體的應(yīng)用場景，對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案進行說明。如圖3所示，為線狀要素三維符號化步驟，主要采用要素放樣的方式，即將規(guī)則幾何對象或紋理通過矩陣變換操作，重復(fù)多次整合成三維線狀符號。本實施例中以管道為例，給出說明。

s301，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段。該階段主要完成管道中心線上所有關(guān)鍵點的坐標(biāo)值、高程值、內(nèi)外半徑(r)以及材質(zhì)等屬性信息的獲取，可以通過用戶交互實現(xiàn)，也可以通過讀取二維管線數(shù)據(jù)(.shp等)實現(xiàn)。

s302，初始化階段。設(shè)置一個正整數(shù)(最好為2的整數(shù)次冪)，用于規(guī)定管道精細程度。

s303，空間插值和擬合。該階段是根據(jù)管道中心線上的關(guān)鍵點進行插值，以實現(xiàn)管道的圓滑表達，同時為了使得管道材質(zhì)貼圖具有更好的效果，要對管線銜接處進行圓弧插值處理，對于關(guān)鍵點之間采用等間距插值處理。

s304，矩陣變換階段。該階段的矩陣變換是指根據(jù)各個關(guān)鍵點，計算能夠?qū)⒌诙匠跏蓟A段的所有點坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到實際位置的矩陣，并對點坐標(biāo)進行矩陣變換。

s305，圖形屬性計算階段。通過矩陣變換得到正確的點坐標(biāo)及其對應(yīng)的法向量，然后根據(jù)點坐標(biāo)計算其對應(yīng)的紋理坐標(biāo)。

s306，圖形繪制階段。將上述階段得到的點坐標(biāo)列表、法向量列表和紋理坐標(biāo)列表設(shè)置為圖形的屬性，并設(shè)置相應(yīng)顏色和材質(zhì)的紋理和圖形繪制方式，繪制成管道三維符號。

按照上述步驟，可以將二維管線符號化為三維管道，同時添加點狀符號庫中管件的三維參數(shù)化符號即可以完全實現(xiàn)三維管網(wǎng)的動態(tài)生成。如圖4所示，為線狀要素三維符號化的效果圖。

實施例四

為了進一步闡述本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，現(xiàn)結(jié)合具體的應(yīng)用場景，對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案進行說明。如圖5所示，為面狀要素三維符號化步驟，主要采用要素填充的方式，將紋理或幾何體(通常為點符號)填充到面符號區(qū)域內(nèi)。本實施例中以樹林為例，給出說明。

s501，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段。獲取需要填充的面域、用于填充的符號或簡單幾何體及其相關(guān)屬性(數(shù)量、大小、姿態(tài)等)。

s502，范圍約束階段。根據(jù)面域數(shù)據(jù)選擇最大最小值，得到面域邊界線，用來約束填充范圍。

s503，生成隨機數(shù)。根據(jù)約束范圍、數(shù)量、大小和姿態(tài)屬性，運用隨機函數(shù)隨機生成坐標(biāo)、大小等數(shù)值，用來控制填充個體的位置和姿態(tài)。

s504，繪制森林符號。將用于填充的三維符號或簡單幾何體按照生成的隨機數(shù)進行矩陣變換，即可完成面狀要素符號化。如圖6所示， 為面狀要素三維符號化的效果圖。

綜上所述，本發(fā)明通過提供一種信息可視化表達方法，采用參數(shù)化變量描述三維符號，可便捷調(diào)節(jié)符號參數(shù)自動生成所需三維符號，同時還能夠通過讀取二維矢量數(shù)據(jù)直接符號化出三維場景，在提高三維符號編輯靈活性的同時，還能夠節(jié)省存儲空間，提升場景搭建效率。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。