【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地理信息，特别涉及一种基于kd树的大规模矢量三维地球聚类显示方法。
技术介绍
1、地理信息系统(gis)在现代社会中起到了不可替代的作用，无论是城市规划、导航、环境监测还是自动驾驶，都离不开地理信息系统的支持。在这个系统中，矢量数据是不可或缺的组成部分，提供了对地理特征的清晰表达，用于描述地球表面的各种要素。例如其以点、线、面等形式描述地球表面的特征，如建筑、道路、河流等。
2、随着技术的发展，大规模矢量数据的采集和存储变得更加便捷，然而在三维地球上以流畅且清晰的方式呈现大规模矢量数据，并能够实时编辑这些数据，仍然是一个具有挑战性的问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决现有技术中的技术问题，提供一种基于kd树的大规模矢量三维地球聚类显示方法。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体如下：
3、一种基于kd树的大规模矢量三维地球聚类显示方法，包括以下步骤：
4、步骤1：获取需要聚类显示的矢量节点：剔除不在视野中的矢量，获取需要聚类显示的矢量；
5、步骤2：kd树构建和搜索聚类：构建kd树，并使用kd树搜索算法来聚类矢量数据，获得多个聚类簇；
6、步骤3：控制显示聚类结果：控制显示每个聚类簇中的矢量数据。
7、在上述技术方案中，步骤1具体包括：
8、a)视锥剔除：剔除不在用户视野中的节点；
9、b)获取节点世界坐标：对于通过视锥剔除保留的节点，根据其
10、c)计算屏幕坐标：利用mvp矩阵，将世界坐标转换为屏幕坐标，确定节点在屏幕上的位置；
11、d)有效节点判断：在屏幕视野中，即那些在用户屏幕范围内的节点，识别为有效的节点；
12、e)记录节点和对应屏幕坐标：记录每个有效节点和其在屏幕上的坐标。
13、在上述技术方案中，步骤2具体包括：
14、屏幕坐标下的kd树构建：根据矢量节点的屏幕坐标，构建kd树；
15、初始化记录已被聚类的节点集合：初始化一个记录已被聚类的节点id的集合clustered；
16、设定聚类半径：即在屏幕空间下，矢量之间需要聚类的像素间隔；
17、遍历有效节点、聚类：遍历在用户屏幕视野中的有效节点，对在屏幕坐标相邻较近的矢量，做聚类处理。
18、在上述技术方案中，在步骤屏幕坐标下的kd树构建中，构建kd树的过程包括以下步骤：
19、a)选择切分维度：选择一个维度作为切分维度；
20、b)计算中位数：在选定的维度上计算当前数据集的中位数，将数据分为两半；
21、c)分割数据集：将数据根据中位数分成两个子集，一个包含小于中位数的数据，另一个包含大于中位数的数据；
22、d)递归构建子树：分别对这两个子集递归地构建左子树和右子树；
23、重复上述步骤a)-d)，直到树节点数量小于64个。
24、在上述技术方案中，步骤遍历有效节点、聚类，具体包括：
25、a)节点聚类判断：对于每个遍历到的节点，通过检查clustered集合中是否存在该节点的id，来确定其是否已经被聚类；若当前节点已被聚类，则继续遍历；
26、b)节点搜索和聚类：若当前节点未被聚类，根据其屏幕坐标，在构建的kd树中搜索其他在设定范围内的节点；
27、c)遍历搜索到的节点：遍历所有搜索到的节点，如果尚未被聚类，将其放入当前聚类簇中，并在clustered集合中记录其id；
28、d)继续遍历：继续遍历其他有效节点。
29、在上述技术方案中，步骤3具体包括：
30、设定阈值：设定一个阈值，用于确定不显示特定簇中矢量数据的最大数量；
31、监测矢量数量：系统监测每个簇中的矢量数据数量，并与阈值进行比较；
32、不可见设置：当特定簇中的矢量数量达到阈值时，系统将这些矢量数据设置为不可见，不再进行渲染，改为显示当前簇中矢量的数量。
33、本专利技术具有以下有益效果：
34、本专利技术的基于kd树的大规模矢量三维地球聚类显示方法，在视野较远的情况下，相比osgearth方法，明显提高了渲染效率，可以有效解决在加载大规模矢量时，浏览三维地球时的卡顿现象。在视野较近的情况下，本专利技术的方法保持了与osgearth方法相近视觉效果，渲染帧率相近或略高。
35、本专利技术的基于kd树的大规模矢量三维地球聚类显示方法，用于解决大规模矢量难以在三维地球上流畅且清晰可视化的问题。本专利技术的基于kd树的大规模矢量三维地球聚类显示方法，根据视角移动，剔除不在视野中的矢量，对剩余矢量构建kd树，并利用kd树搜索算法对矢量进行聚类，实时控制矢量显示，从而有效提高大规模矢量的渲染效率，改善了用户体验。通过实验和测试，本专利技术的方法在视野较远和较近时均取得了良好的效果。
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1.一种基于KD树的大规模矢量三维地球聚类显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于KD树的大规模矢量三维地球聚类显示方法，其特征在于，步骤1具体包括：
3.根据权利要求1所述的基于KD树的大规模矢量三维地球聚类显示方法，其特征在于，步骤2具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于KD树的大规模矢量三维地球聚类显示方法，其特征在于，在步骤屏幕坐标下的KD树构建中，构建KD树的过程包括以下步骤：
5.根据权利要求3所述的基于KD树的大规模矢量三维地球聚类显示方法，其特征在于，步骤遍历有效节点、聚类，具体包括：
6.根据权利要求1所述的基于KD树的大规模矢量三维地球聚类显示方法，其特征在于，步骤3具体包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于kd树的大规模矢量三维地球聚类显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于kd树的大规模矢量三维地球聚类显示方法，其特征在于，步骤1具体包括：
3.根据权利要求1所述的基于kd树的大规模矢量三维地球聚类显示方法，其特征在于，步骤2具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于kd树...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜兴盛，张鹏，吴桐，庄国欣，
申请(专利权)人：长光卫星技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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