位置對矩陣對象的旋轉角度、半徑進行設置，調整矩陣對象的縮放比例，并對矩陣對象的坐標進行設置，將特定模型加入到設置好的矩陣對象中，最后將對象放置在三維地形主場景模型的既定位置；
[0037]4、在已加載農作物模型、農田模型和工程設施模型的三維地形模型中進行場景渲染，具體為:(I)創建一個加點光源的小球，模擬太陽的平行光；(2)建立一個正方體，并在正方體六個內表面附6個天空的圖片，模擬天空盒使整個場景被天空包圍；(3)創建一個長寬相等高度可忽略不計的正方體，放置在屏幕右上方，并貼以烘培出的場景圖，在視口相機處創建一個圓柱體，即可在烘培出的導航圖上顯示視口所在位置，建立整個立體農業場景的導航圖；(4)利用osgViewer庫中場景事件響應方法，將鍵盤和鼠標的按鍵響應進行設置，使視口根據事件響應做出相應的移動和動作，由鼠標、鍵盤操作視口瀏覽、碰撞檢測，實現場景漫游和路徑漫游；
[0038]5、鼠標箭頭在屏幕的隨意指定位置中添加和刪除不同類型的農作物模型，實現對場景的動態規劃。如圖3所示，該步驟的具體過程為:在鼠標箭頭移動到屏幕上任意一個位置處時，在該處設置一條垂直于屏幕的射線(內部執行，射線非可視射線)，自定義mousePointVec函數實時捕獲此射線相交于三維模型場景的交點，從而將鼠標在屏幕位置的二維坐標轉換為三維場景中對應的三維場景坐標，獲取三維坐標，定義矩陣對象設置模型的位置和大小，根據模型大小和坐標點的反比例關系調整模型坐標(由于加載的農作物模型等其他模型是3d max做的，當在鼠標點擊位置將模型導入到三維場景時，模型相對于整個場景偏大或偏小，所以需要改變模型比例，這里是縮小了 1/5，當模型縮小了，其對應的坐標比例也縮小了，但要想在場景中仍符合鼠標所在位置對應的場景坐標，就要把其坐標增大。如縮小了 1/5，所以要增大5倍)，最后將處理后的模型加入到場景根節點中。
[0039]綜上所述，本發明首先構建黃土丘陵溝壑區三維地形模型、生物防護林帶內的多種農作物模型以及基本農田模型;通過OSG引擎將多種農作物模型、基本農田模型以及集水窖工程設施模型加載到黃土丘陵溝壑區茆、坡、溝3帶和基于土地適宜性特征劃定的6個區段中相對應的場景位置上，建立黃土丘陵溝壑區立體農業“三帶六段”模式場景模型，添加溝壑區漫游、天空盒覆蓋、導航圖等可視化功能對場景進行渲染;采用碰撞檢測原理、通過人機交互機制控制多種農作物模型的動態加載、替換、移動和刪除，進行場景更新。本發明有效解決了 3990棵規模的農田模型和多種不同類型農作物模型的動態場景的處理效率以及多種農作物模型動態剪裁并更新場景的問題，真實呈現了黃土丘陵溝壑區立體農業規劃的全景，給土地整治與利用領域專家提供了一個有效調控和動態規劃的輔助決策方法。
[0040]雖然上面結合本發明的優選實施例對本發明的原理進行了詳細的描述，本領域技術人員應該理解，上述實施例僅僅是對本發明的示意性實現方式的解釋，并非對本發明包含范圍的限定。實施例中的細節并不構成對本發明范圍的限制，在不背離本發明的精神和范圍的情況下，任何基于本發明技術方案的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均落在本發明保護范圍之內。
【主權項】
1.基于OSG的溝壑區立體農業動態規劃可視化場景建立方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)構建目標溝壑區的三維地形模型； (2)構建農作物模型、農田模型和集水窖工程設施模型； (3)將所述步驟(2)中建立的各種不同模型加入到所述步驟(I)中構建的所述三維地形模型中； (4)進行場景渲染，建立導航圖進行場景漫游； (5)通過對不同模型的動態裁剪，根據領域專家的規劃調整各自的位置，實現對所構建場景的動態規劃與場景更新。2.根據權利要求1所述的基于OSG的溝壑區立體農業動態規劃可視化場景建立方法，其特征在于， 在所述步驟(I)中，溝壑區模型輸出以png為格式的位圖(B i tmap)和貼圖(Map)。3.根據權利要求2所述的基于OSG的溝壑區立體農業動態規劃可視化場景建立方法，其特征在于，在所述位圖中置換強度設置為600，并在漫反射顏色、高光顏色、高光級別和凹凸處分別加以貼圖(Map)。4.根據權利要求1所述的基于OSG的溝壑區立體農業動態規劃可視化場景建立方法，其特征在于，所述步驟(2)中，采用整體貼圖的方式來建立農作物模型、農田模型和集水窖工程設施模型。5.根據權利要求4所述的基于OSG的溝壑區立體農業動態規劃可視化場景建立方法，其特征在于，建立麥子模型的步驟包括:用PhotoShop制作背景透明的麥子貼圖，再用材質球加入到3DSmax的模型上，以osg格式導出。6.根據權利要求4所述的基于OSG的溝壑區立體農業動態規劃可視化場景建立方法，其特征在于，所述步驟(3)具體包括以下步驟: (3.1)設置矩陣對象，根據立體農業規劃的農作物、農田和工程設施在所述三維地形模型的放置位置對矩陣對象的旋轉角度、半徑進行設置； (3.2)設置矩陣對象的坐標并調整矩陣對象的縮放比例； (3.3)將特定模型加入到設置好的矩陣對象中，最后將對象放置在所構建場景的既定位置。7.根據權利要求1所述的基于OSG的溝壑區立體農業動態規劃可視化場景建立方法，其特征在于， 所述步驟(4)中場景渲染的過程包括:模擬光照和天空背景。8.根據權利要求1所述的基于OSG的溝壑區立體農業動態規劃可視化場景建立方法，其特征在于，所述步驟(5)具體包括以下步驟: (5.1)當鼠標箭頭在屏幕上進行操作時，在鼠標箭頭所處位置處設置一條垂直于屏幕的虛擬射線； (5.2)實時捕獲此虛擬射線相交于三維模型場景的交點，該交點即為鼠標在屏幕位置的二維坐標轉換為三維場景中對應的三維場景坐標； (5.3)獲取該交點的三維坐標，通過矩陣對象將鼠標所操作的模型以及鼠標所進行的操作施加到所構建場景的根節點中。9.根據權利要求8所述的基于OSG的溝壑區立體農業動態規劃可視化場景建立方法，其特征在于，鼠標所進行的操作包括:添加、刪除、移動以及旋轉。
【專利摘要】本發明提供一種基于OSG的溝壑區立體農業可視化場景建立方法，包括以下步驟：構建黃土丘陵溝壑區三維地形模型、生物防護林帶內的多種農作物模型以及基本農田模型；通過OSG引擎將多種農作物模型、基本農田模型以及集水窖工程設施模型加載到黃土丘陵溝壑區相對應的場景位置上；對場景進行渲染；采用碰撞檢測原理、通過人機交互機制控制多種農作物模型的動態加載、替換、移動和刪除，進行場景更新。本發明有效解決了3990棵規模的農田模型和多種不同類型農作物模型的動態場景的處理效率以及多種農作物模型動態剪裁并更新場景的問題，真實呈現了黃土丘陵溝壑區立體農業規劃的全景，給土地整治與利用領域專家提供了一個有效調控和動態規劃的輔助決策方法。
【IPC分類】G06T15/00, G06T15/50, G06T17/05, G06Q50/02, G06T19/20
【公開號】CN105678832
【申請號】CN201610007059
【發明人】劉彥隨, 張莉, 譚梁, 任鑫, 王介勇, 李裕瑞
【申請人】中國科學院地理科學與資源研究所
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月5日