本發(fā)明涉及計算機技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種平面模型轉(zhuǎn)球面模型的方法。

背景技術(shù)：

在城市測量和工程測量中，若直接在國家坐標系中建立控制網(wǎng)，有時會使地面長度的投影變形較大，難以滿足實際或工程上的需要。為此，往往需要建立本地坐標系。在常規(guī)測量中，這種本地坐標系一般只是一種高斯平面坐標系，也可以說是一種不同于國家坐標系的參心坐標系。建立本地坐標系，就是要確立坐標系的一些有關(guān)的元素，并根據(jù)這些元素和地面觀測值求定各點在該坐標系中的坐標值。

在三維數(shù)字城市應(yīng)用中，很多城市都有自身的本地坐標系，城市模型數(shù)據(jù)會基于自身坐標系生產(chǎn)，隨著測繪成果向CGCS2000坐標系整合，需對數(shù)字城市模型數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，坐標轉(zhuǎn)換為本地坐標系基準轉(zhuǎn)換到球面坐標系。該轉(zhuǎn)換可以通過多種方法實現(xiàn)：1、利用公共點求解兩套坐標系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，利用轉(zhuǎn)換參數(shù)實現(xiàn)轉(zhuǎn)換：全國及省級范圍的坐標轉(zhuǎn)換選擇二維七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型；省級以下的坐標轉(zhuǎn)換可選擇三維四參數(shù)模型或平面四參數(shù)模型；對于相對獨立的平面坐標系統(tǒng)，可通過建立2000獨立坐標系做過渡實現(xiàn)；2、通過與具有CGCS2000坐標的高等級點聯(lián)測實現(xiàn)對低等級GPS網(wǎng)進行約束平差的方法實現(xiàn)轉(zhuǎn)換；3、將具有ITRF框架坐標的點位通過框架轉(zhuǎn)換和歷元轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換到CGCS2000坐標系。但是，以上三種方法還是存在轉(zhuǎn)換較為復(fù)雜，人工耗時的問題，使工作效率大大下降。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中城市模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換復(fù)雜、渲染效率低的缺點，提供了一種平面模型轉(zhuǎn)球面模型的方法，轉(zhuǎn)換方法主要為：獲取原始數(shù)據(jù)的底部中心點信息，并賦值為本地坐標系參考信息，指定轉(zhuǎn)換生成的目標球面坐標系，即能實現(xiàn)將本地坐標系中心點信息投影到目標坐標系，并獲取相應(yīng)的經(jīng)緯度值。再根據(jù)地球的扁率、長半徑、短半徑參數(shù)，構(gòu)建出三維地球模型，通過獲取的經(jīng)緯度值，計算出轉(zhuǎn)換后模型對應(yīng)的三維地球模型位置(a，b，c)，將原始模型轉(zhuǎn)換為原點模型，再對原點模型進行(a，b，c)偏移，即將本地坐標系模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度球面模型數(shù)據(jù)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決。

一種平面模型轉(zhuǎn)球面模型的方法，包括如下步驟：

(1)獲取原始本地坐標系模型的中心點信息，將模型拆分為一個模型一個對象；計算出每個模型的最小包圍盒信息，通過模型的最小包圍盒信息，獲得模型底部中心點信息，即為長方體底面的中心點坐標；

(2)將步驟(1)獲得的中心點信息轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度，獲得的模型底部中心點，坐標參考為城市獨立坐標系，指定新的球面坐標參考信息，進行坐標轉(zhuǎn)換，將城市獨立坐標系下的中心點信息投影形成經(jīng)緯度信息，根據(jù)經(jīng)緯度信息獲取經(jīng)緯度；

(3)根據(jù)步驟(2)轉(zhuǎn)換的經(jīng)緯度計算出三維球面對應(yīng)位置，根據(jù)地球的扁率、長半徑、短半徑參數(shù)，構(gòu)建出三維地球模型；根據(jù)經(jīng)緯度的值，計算出三維地球模型上該經(jīng)緯度對應(yīng)的位置，從而也可得到三維球面的位置；

(4)原始模型轉(zhuǎn)換為原點模型，即將該模型的中心點移到(0，0，0)的原點處，將原點模型偏移到步驟(3)中計算出的三維地球模型面對應(yīng)的位置，將本地坐標系模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度球面模型數(shù)據(jù)；

(5)根據(jù)步驟(4)得到的球面模型數(shù)據(jù)，渲染生成球面模型。

作為優(yōu)選，步驟(2)中，城市獨立坐標系是局部地區(qū)建立的平面控制網(wǎng)。

作為優(yōu)選，步驟(2)中，球面坐標參考信息為CGCS2000坐標系。

本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果：本發(fā)明提高了現(xiàn)有模型數(shù)據(jù)的復(fù)用性，隨著我國全面啟用2000國家大地坐標系(CGCS2000)，新生產(chǎn)的地形圖及數(shù)字測繪產(chǎn)品采用CGCS2000。而此前我國省、市生產(chǎn)的模型數(shù)據(jù)大都基于城市獨立坐標系下完成的，通過該技術(shù)方案，可有效將城市獨立坐標系下成果轉(zhuǎn)換到CGCS2000坐標系下，有效提高了數(shù)據(jù)的利用率，使更多的數(shù)據(jù)能夠轉(zhuǎn)換呈現(xiàn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種平面模型轉(zhuǎn)球面模型的方法的工作流程示意圖；

圖2是本發(fā)明一種平面模型轉(zhuǎn)球面模型的方法中城市獨立坐標系下模型效果圖；

圖3是本發(fā)明一種平面模型轉(zhuǎn)球面模型的方法中城市獨立坐標系下投影到球面坐標系的點信息示意圖；

圖4是本發(fā)明一種平面模型轉(zhuǎn)球面模型的方法中經(jīng)緯度下投影到球面坐標系的點信息示意圖；

圖5是本發(fā)明一種平面模型轉(zhuǎn)球面模型的方法中球面模型的近距離視點效果圖；

圖6是圖5的放大效果圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。

如圖1至圖6所示，一種平面模型轉(zhuǎn)球面模型的方法，包括如下步驟：

(1)獲取原始本地坐標系模型的中心點信息。將模型拆分為一個模型一個對象，根據(jù)每個模型，計算出每個模型的包圍盒信息，通過模型的包圍盒信息，獲得模型底部中心點信息；

(2)中心點信息轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度。獲得的模型底部中心點，坐標參考為本地坐標系，指定新的球面坐標參考信息(CGCS2000)，進行坐標轉(zhuǎn)換，中心點信息對應(yīng)到經(jīng)緯度信息；

(3)經(jīng)緯度計算出三維球面對應(yīng)位置，根據(jù)地球的扁率、長半徑、短半徑參數(shù)，構(gòu)建出三維地球模型，根據(jù)經(jīng)緯度值，計算出三維地球模型上對應(yīng)的位置。即根據(jù)經(jīng)度、緯度、高度值，計算出三維地球模型對應(yīng)的X軸、Y軸、Z軸上的值，假定為a、b、c值；

(4)原始模型轉(zhuǎn)換為原點模型，根據(jù)原始模型，計算該模型的包圍盒，并計算出包圍盒的中心點值，假設(shè)值大小為x、y、z，將該模型的中心點移到原點處，對原始模型進行(-x，-y，-z)偏移，將模型包圍盒的中心點移到(0，0，0)位置，即將模型轉(zhuǎn)換為原點模型；將原點模型偏移到三維球面對應(yīng)位置，根據(jù)步驟(3)和步驟(4)，已經(jīng)計算出模型在三維地球場景的位置(a，b，c)，同時也獲得了原點模型，只需對原點模型進行(a，b，c)偏移，即將本地坐標系模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度球面模型數(shù)據(jù)；

(5)根據(jù)步驟(4)得到的球面模型數(shù)據(jù)，渲染生成球面模型。

實施例1

一種平面模型轉(zhuǎn)球面模型的方法，包括如下步驟：

(1)獲取原始本地坐標系模型的中心點信息。將模型拆分為一個模型一個單列化，根據(jù)每個單例化模型，計算出每個模型的最小包圍盒信息，通過模型的包圍盒信息，獲得模型底部中心點信息，這些中心點信息可導出保存為shp數(shù)據(jù)；

(2)中心點信息投影到新的經(jīng)緯度球面坐標系。獲得的模型底部中心點，坐標參考為本地坐標系，指定新的球面坐標參考信息(CGCS2000)，進行坐標投影轉(zhuǎn)換，即可實現(xiàn)將中心點信息投影到經(jīng)緯度信息；

將同一坐標參考系下的經(jīng)緯度(B，L，H)轉(zhuǎn)換到本地坐標系(X，Y，Z)的公式為式中N為卯酉圈的半徑；a為參考橢球的長半軸，b為參考橢球的短半軸；e為參考橢球的第一扁心率。

本地坐標系(X，Y，Z)轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度(B，L，H)的公式為

式中，e’為參考橢球的第二扁心率；

(3)根據(jù)地球的扁率、長半徑、短半徑參數(shù)，構(gòu)建出三維地球模型，根據(jù)經(jīng)緯度值，計算出三維地球模型上對應(yīng)的位置。即根據(jù)經(jīng)度、緯度、高度值，計算出三維地球模型對應(yīng)的X軸、Y軸、Z軸上的值，假定三維坐標軸對應(yīng)的值為a、b、c。

(4)原始模型轉(zhuǎn)換為原點模型，根據(jù)原始模型，計算該模型的包圍盒，并計算出包圍盒的中心點值，假設(shè)值大小為x、y、z，將該模型的中心點移到原點處，對原始模型進行(-x，-y，-z)偏移，將模型包圍盒的中心點移到(0，0，0)位置，即將模型轉(zhuǎn)換為原點模型；將原點模型偏移到三維球面對應(yīng)位置，根據(jù)上述已經(jīng)計算出模型在三維地球場景的位置(a，b，c)，同時也獲得了原點模型，只需對原點模型進行(a，b，c)偏移，即將本地坐標系模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度球面模型數(shù)據(jù)。

(5)最后根據(jù)步驟(4)得到的球面模型數(shù)據(jù)，渲染生成球面模型。

總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。