一种建筑信息三维场景渲染定位方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术涉及建筑物信息管理技术，具体为建筑信息三维场景渲染定位方法、系统及介质，其方法包括：通过地理信息数据可视化工具的自定义图层中创建三维可视化场景；将三维可视化模型场景与地图场景渲染到同一个画布中；将两个场景的相机位置和角度进行同步；获取定位点信息，包括经纬度及高度，根据建筑物所在地坐标对建筑物三维模型进行精确定位；将建筑物模型加载到定位点，通过两个场景的融合，对定位点的经纬度和高度坐标进行转换，实现对建筑物模型的定位；渲染地图场景的自定义图层，得到建筑物的三维可视化模型场景。本发明专利技术能够解决现有管理系统中场景融合使用时加载多个三维模型时耗费大量算力的问题。型时耗费大量算力的问题。型时耗费大量算力的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种建筑信息三维场景渲染定位方法、系统及介质


[0001]本专利技术涉及建筑物的信息管理技术，具体为一种建筑信息三维场景渲染定位方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]在乡村社区的建筑信息三维场景中，主要包括农房及其周围的耕地。在传统农房信息管理中，通常以二维或图表进行数据展示，缺乏农房三维空间实体与属性信息关联，在地理位置上以简单图纸或四至(房宅或耕地等四周的界限)进行表示，在农房建设、旧房改善与管理中存在争议多、时效性差等问题。
[0003]近年来，三维场景技术融合在城市信息管理中得到了广泛应用，对传统农房信息管理提供了更直观便捷的渠道。在实际应用中，三维模型提供微观领域的数据基础，地理信息系统(GIS)提供模型周边地理环境等空间参考信息。GIS通过对地球表层空间中的地理数据进行采集、管理、分析和显示。在网页渲染中，三维模型以glTF、3dtiles、obj、fbx等格式存储显示微观领域的实体信息。通过GIS与三维模型的融合，将GIS从宏观领域引入微观领域，使微观领域的三维模型信息和宏观领域的GIS信息实现交互。目前针对三维模型的单独显示，通常采用threejs实现前端展示，针对GIS的二三维可视化通常采用如Mapbox前端轻量化展示框架。
[0004]虽然现有Mapbox技术针对threejs加载三维模型有较为简单的扩展支持，但并不能完全实现两种场景的融合，在农房综合信息场景的实际应用中主要存在以下问题：
[0005]1、每加载一个三维农房模型都需要创建一个threejs的场景、相机以及对应的渲染器，造成加载多个农房BIM模型时系统性能较差，耗费大量算力。
[0006]2、三维模型是基于空间直角坐标系中世界坐标和本地坐标确定位置的，而GIS网页中的地图是基于投影坐标系确定要素位置的，两者坐标系不一致，导致在多个乡村社区三维场景中切换时，农房模型的定位存在位置偏移、加载闪烁以及浮点型数据计算精度差等问题。

技术实现思路

[0007]为了克服现有技术所存在的缺陷，本专利技术实施例提供一种建筑信息三维场景渲染定位方法、系统及存储介质，将建筑信息三维场景中的所有模型要素都整合在一个用于绘制3D图像的场景库中，该场景库对三维场景模型中的每一帧均只渲染一次，提升了渲染性能；加载三维场景模型的数据时，动态偏移三维场景的世界坐标原点，将模型场景坐标与地图场景坐标进行转换及融合，实现建筑信息三维场景模型的精确定位；能够解决现有农房信息管理系统中地图场景与模型场景融合使用，加载多个三维场景模型时算力耗费大的技术问题。
[0008]一方面，本专利技术实施例提供一种建筑信息三维场景渲染定位方法，包括以下步骤：
[0009]通过地理信息数据可视化工具的自定义图层中创建三维可视化场景；
[0010]将三维可视化模型场景与地理信息数据可视化工具的地图场景渲染到同一个画布中，使两个场景共用一个画布，让三维可视化模型场景获取到深度缓冲区数据；
[0011]将三维可视化模型场景和地理信息数据可视化工具的地图场景的相机位置和角度进行同步，使两个场景所展示内容具有一致性；
[0012]获取定位点信息，定位点信息包括经纬度及高度，建筑信息三维场景中根据建筑物所在地坐标对建筑物三维模型进行精确定位；
[0013]将建筑物模型加载到定位点，通过地理信息数据可视化工具的地图场景和三维可视化模型场景的融合，对定位点的经纬度和高度坐标进行转换，实现对建筑物模型的定位；
[0014]渲染地理信息数据可视化工具的地图场景的自定义图层，得到建筑物的三维可视化模型场景。
[0015]在优选的实施例中，通过地理信息数据可视化工具的自定义图层中创建三维可视化场景包括四层：
[0016]第一层为场景根节点，用于对子级对象统一管理；
[0017]第二层为场景灯光和用于对建筑物模型对象进行统一管理的对象组，所述对象组在所述地图场景中的投影坐标原点为(0,0,0)，在三维可视化模型场景中的世界坐标原点设为当前地图的中心点位置坐标；
[0018]第三层为所述对象组下的三维模型对象图层，包括分层二进制三维模型图层和普通三维模型图层，每个图层下存储管理多个模型对象，对具体建筑物场景内的多个建筑物模型进行管理；
[0019]第四层为建筑物模型，该层级下的三维模型对象通过设置的建筑物所在地中心点经纬度坐标，进行建筑物模型的定位。
[0020]在优选的实施例中，将三维可视化模型场景和地理信息数据可视化工具的地图场景的相机位置和角度进行同步，包括：
[0021]通过渲染函数的参数获取地理信息数据可视化工具的地图场景相机的投影矩阵；
[0022]计算获取三维可视化模型场景相机在三维可视化世界坐标中的定位以及视角角度，并且设置到三维可视化模型场景相机的世界矩阵；
[0023]通过三维可视化模型场景的原点位置、所述地图场景相机的投影矩阵以及三维可视化场景相机的世界矩阵，对三维可视化场景相机进行转换，计算得到三维可视化场景相机的投影矩阵。
[0024]在优选的实施例中，将建筑物模型加载到定位点，通过地理信息数据可视化工具的地图场景和三维可视化模型场景的融合，对定位点的经纬度和高度坐标进行转换，实现对建筑物模型的定位，包括：
[0025]将经纬度坐标转为投影坐标；
[0026]从地图场景坐标系转为三维可视化模型场景坐标系；
[0027]三维可视化模型加载定位时相对父级的坐标进行偏移，使三维可视化模型在地理信息数据可视化工具的地图场景中以经纬度转换到三维可视化模型场景坐标系中的定位。
[0028]在优选的实施例中，所述地理信息数据可视化工具为Mapbox，三维可视化场景为threejs模型场景；建筑物模型为农房模型，建筑信息三维场景为农房综合信息场景，建筑物所在地为宅基地。
[0029]另一方面，本专利技术实施例提供一种建筑信息三维场景渲染定位系统，包括：
[0030]场景创建模块，用于通过地理信息数据可视化工具的自定义图层中创建三维可视化场景；
[0031]画布渲染模块，用于将三维可视化模型场景与地理信息数据可视化工具的地图场景渲染到同一个画布中，使两个场景共用一个画布，让三维可视化模型场景获取到深度缓冲区数据；
[0032]同步模块，用于将三维可视化模型场景和地理信息数据可视化工具的地图场景的相机位置和角度进行同步，使两个场景所展示内容具有一致性；
[0033]定位模块，用于获取定位点信息，定位点信息包括经纬度及高度，建筑信息三维场景中根据建筑物所在地坐标对建筑物三维模型进行精确定位；
[0034]融合模块，用于将建筑物模型加载到定位点，通过地理信息数据可视化工具的地图场景和三维可视化模型场景的融合，对定位点的经纬度和高度坐标进行转换，实现对建筑物模型的定位；
[0035]场景渲染模块，用于渲染地理信息数据可视化工具的地图场景的自定义图层，得到建筑物的三维可视化模型场景。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑信息三维场景渲染定位方法，其特征在于，包括如下步骤：通过地理信息数据可视化工具的自定义图层中创建三维可视化场景；将三维可视化模型场景与地理信息数据可视化工具的地图场景渲染到同一个画布中，使两个场景共用一个画布，让三维可视化模型场景获取到深度缓冲区数据；将三维可视化模型场景和地理信息数据可视化工具的地图场景的相机位置和角度进行同步，使两个场景所展示内容具有一致性；获取定位点信息，定位点信息包括经纬度及高度，建筑信息三维场景中根据建筑物所在地坐标对建筑物三维模型进行精确定位；将建筑物模型加载到定位点，通过地理信息数据可视化工具的地图场景和三维可视化模型场景的融合，对定位点的经纬度和高度坐标进行转换，实现对建筑物模型的定位；渲染地理信息数据可视化工具的地图场景的自定义图层，得到建筑物的三维可视化模型场景。2.根据权利要求1所述的建筑信息三维场景渲染定位方法，其特征在于，通过地理信息数据可视化工具的自定义图层中创建三维可视化场景，包括相机、场景和渲染器。3.根据权利要求1所述的建筑信息三维场景渲染定位方法，其特征在于，通过地理信息数据可视化工具的自定义图层中创建三维可视化场景包括四层：第一层为场景根节点，用于对子级对象统一管理；第二层为场景灯光和用于对建筑物模型对象进行统一管理的对象组，所述对象组在所述地图场景中的投影坐标原点为(0,0,0)，在三维可视化模型场景中的世界坐标原点设为当前地图的中心点位置坐标；第三层为所述对象组下的三维模型对象图层，包括分层二进制三维模型图层和普通三维模型图层，每个图层下存储管理多个模型对象，对具体建筑物场景内的多个建筑物模型进行管理；第四层为建筑物模型，该层级下的三维模型对象通过设置的建筑物所在地中心点经纬度坐标，进行建筑物模型的定位。4.根据权利要求1所述的建筑信息三维场景渲染定位方法，其特征在于，将三维可视化模型场景和地理信息数据可视化工具的地图场景的相机位置和角度进行同步，包括：通过渲染函数的参数获取地理信息数据可视化工具的地图场景相机的投影矩阵；计算获取三维可视化模型场景相机在三维可视化世界坐标中的定位以及视角角度，并且设置到三维可视化模型场景相机的世界矩阵；通过三维可视化模型场景的原点位置、所述地图场景相机的投影矩阵以及三维可视化场景相机的世界矩阵，对三维可视化场景相机进行转换，计算得到三维可视化场景相机的投影矩阵。5.根据权利要求4所述的建筑信息三维场景渲染定位方法，其特征在于，对三维可视化场景相机进行转换，包括：位置偏移，分别获取地图场景的相机投影坐标，以及三维可视化模型场景的原点在地图场景中的投影坐标，通过地图场景的相机投影坐标减去所述投影坐标，得出地图场景相机在三维可视化模型场景中的坐标，获得三维可视化场景相机的平移矩阵；角度旋转，在地图场景相机与地理信息数据可视化工具的地...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎旦阳，邓明亮，蔡金怡，谢权，方云华，陈明花，
申请(专利权)人：奥格科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：