数据仿真方法、装置、设备以及存储介质与流程

1.本公开涉及人工智能技术领域，具体为计算机视觉、深度学习、增强现实、虚拟现实等技术领域，可应用于智慧城市、数字孪生等场景，具体涉及一种数据仿真方法、装置、设备以及存储介质。


背景技术：

2.在智慧城市或数字孪生等技术领域，通过虚拟仿真技术，能够实现对城市规划或者城市施工的仿真，使得规划人员通过查看城市规划或者城市施工后的虚拟仿真结果，就能够预先获知本次城市规划或者城市施工的效果，从而为后续实际的城市规划或者城市施工提供参考。


技术实现要素：

3.本公开提供了一种数据仿真方法、装置、设备以及存储介质。
4.根据本公开的一方面，提供了一种数据仿真方法，该方法包括：
5.响应于在目标地理区域的数字高程模型中的填挖方标记操作，获取所标记的填挖方区域的多个边缘顶点；
6.基于该填挖方区域的多个边缘顶点，对该填挖方区域进行图像渲染，得到该填挖方区域的纹理图像；
7.基于该数字高程模型中的多个模型顶点，从该纹理图像中提取该多个模型顶点对应位置的纹理信息；
8.基于该多个模型顶点对应位置的纹理信息，确定不属于该填挖方区域的第一模型顶点以及属于该填挖方区域的第二模型顶点，对该第一模型顶点进行图像渲染并基于预设的填挖方深度值对该第二模型顶点进行图像渲染，得到填挖仿真图像。
9.根据本公开的另一方面，提供了一种数据仿真装置，该装置包括：
10.获取模块，用于响应于在目标地理区域的数字高程模型中的填挖方标记操作，获取所标记的填挖方区域的多个边缘顶点；
11.渲染模块，用于基于该填挖方区域的多个边缘顶点，对该填挖方区域进行图像渲染，得到该填挖方区域的纹理图像；
12.提取模块，用于基于该数字高程模型中的多个模型顶点，从该纹理图像中提取该多个模型顶点对应位置的纹理信息；
13.该渲染模块，还用于基于该多个模型顶点对应位置的纹理信息，确定不属于该填挖方区域的第一模型顶点以及属于该填挖方区域的第二模型顶点，对该第一模型顶点进行图像渲染并基于预设的填挖方深度值对该第二模型顶点进行图像渲染，得到填挖仿真图像。
14.根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：
15.至少一个处理器；与该至少一个处理器通信连接的存储器；以及显示屏；其中，
16.该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器与该显示屏配合执行本公开所提供的数据仿真方法。
17.根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，该计算机指令用于使该计算机执行本公开所提供的数据仿真方法。
18.根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现本公开所提供的数据仿真方法。
19.本公开所提供的技术方案，在数字高程模型的基础上，通过用户的交互操作来标记填挖方区域，在所标记的边缘顶点上应用图像渲染技术实现填挖方区域的局部渲染，基于局部渲染得到的纹理图像以及数字高程模型中多个模型顶点，来确定不属于填挖方区域的第一模型顶点以及属于填挖方区域的第二模型顶点，进而针对不属于填挖方区域的第一模型顶点进行正常的图像渲染，针对属于填挖方区域的第二模型顶点，则基于预设的填挖方深度值进行图像渲染，能够快速准确地渲染得到填挖仿真图像，实现了在数字高程模型的全局图像中针对填挖方区域的虚拟仿真，能够直观地展现出在目标地理区域中实施填挖操作后的效果。
20.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
21.附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
22.图1是本公开实施例示出的一种数据仿真方法的实施环境示意图；
23.图2是本公开实施例示出的一种数据仿真方法的流程示意图；
24.图3是本公开实施例示出的一种数据仿真方法的流程示意图；
25.图4是本公开实施例示出的一种数据仿真方法的流程示意图；
26.图5是本公开实施例示出的一种数据仿真装置的结构框图；
27.图6是用来实现本公开实施例的数据仿真方法的电子设备的框图。
具体实施方式
28.以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
29.本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。
30.首先，针对本公开实施例涉及的应用场景进行描述，本公开实施例提供的数据仿真方法可应用于城市规划或者城市施工的场景中，如工程测量、地形测量、矿山开采或构建楼宇等场景，具体可以是填挖方仿真的场景中。
31.其中，填挖方包括填方或挖方，填方是指路基表面低于原地面时，向该路基表面填筑部分的土石，挖方是指路基表面高于原地面时，从该路基表面挖去部分的土石。相关技术中，针对填挖方的研究，通常是通过人工测算来计算填挖量或填挖方的体积，其无法实现针
对填挖方的虚拟仿真，也就无法直观地展现出实施填挖操作后的效果。
32.基于此，本公开实施例提供了一种数据仿真方法，在数字高程模型的基础上，通过用户的交互操作来标记填挖方区域，在所标记的边缘顶点上应用图像渲染技术实现填挖方区域的局部渲染，基于局部渲染得到的纹理图像以及数字高程模型中多个模型顶点，来确定不属于填挖方区域的第一模型顶点以及属于填挖方区域的第二模型顶点，进而针对不属于填挖方区域的第一模型顶点进行正常的图像渲染，针对属于填挖方区域的第二模型顶点，则基于预设的填挖方深度值进行图像渲染，能够快速准确地渲染得到填挖仿真图像，实现了在数字高程模型的全局图像中针对填挖方区域的虚拟仿真，能够直观地展现出在目标地理区域中实施填挖操作后的效果。
33.图1是本公开实施例示出的一种数据仿真方法的实施环境示意图，参见图1，该实施环境包括电子设备101。
34.其中，电子设备101可以为终端，如智能手机、智能手表、台式电脑、手提电脑、虚拟现实终端、增强现实终端、无线终端和膝上型便携计算机等设备中的至少一种。在一些实施例中，电子设备101具有通信功能，能够接入有线网络或无线网络。电子设备101可以泛指多个终端中的一个，本公开实施例仅以电子设备101来举例说明。本领域技术人员可以知晓，上述终端的数量可以更多或更少。
35.在一些实施例中，电子设备101提供有图像渲染的功能。本公开实施例中，电子设备101用于响应于在目标地理区域的数字高程模型中的填挖方标记操作，获取所标记的填挖方区域的多个边缘顶点，基于该填挖方区域的多个边缘顶点，对该填挖方区域进行图像渲染，得到该填挖方区域的纹理图像，基于该数字高程模型中的多个模型顶点，从该纹理图像中提取该多个模型顶点对应位置的纹理信息，基于该多个模型顶点对应位置的纹理信息，确定不属于该填挖方区域的第一模型顶点以及属于该填挖方区域的第二模型顶点，对该第一模型顶点进行图像渲染并基于预设的填挖方深度值对该第二模型顶点进行图像渲染，得到填挖仿真图像，以表征在该目标地理区域中基于该填挖方深度值实施填挖操作后的效果。
36.下面基于图1所示实施环境，对本公开实施例提供的方法进行介绍。
37.图2是本公开实施例示出的一种数据仿真方法的流程示意图，该数据仿真方法由电子设备执行。在一种可能的实现方式中，该电子设备可以为上述图1所示的终端。如图2所示，该方法包括以下步骤。
38.s201、响应于在目标地理区域的数字高程模型中的填挖方标记操作，获取所标记的填挖方区域的多个边缘顶点。
39.本公开实施例中，目标地理区域用于指代待实施填挖操作的地理区域。数字高程模型(digital elevation model，dem)是一种数字地貌模型，也即是用于表征地形表面形态的数字化模型。本公开实施例中，数字高程模型用于表征该目标地理区域的地形表面形态。
40.填挖方区域用于指代目标地理区域中待填筑的部分区域或者待挖掘的部分区域。示例地，待填筑的部分区域可以是待填筑泥土或待填筑水泥的坑，待挖掘的部分区域可以是待挖掘泥土的山丘。在一些实施例中，所标记的填挖方区域可以是规则的几何体，也可以是不规则的几何体。边缘顶点是指所标记的填挖方区域的顶点。具体地，该边缘顶点可以是
所标记的填挖方区域的外边缘顶点。在一些实施例中，该边缘顶点采用边缘顶点的三维坐标来表示。
41.如此，提供了一种人机交互式来确定填挖方区域的方式，通过用户在数字高程模型的三维地形图像中的填挖方标记操作，能够快速且灵活地标记出填挖方区域，在提高人机交互效率的同时还提升了填挖方区域标记的准确性。
42.s202、基于该填挖方区域的多个边缘顶点，对该填挖方区域进行图像渲染，得到该填挖方区域的纹理图像。
43.在一些实施例中，该图像渲染为图形处理器(graphic processing unit，gpu)管线渲染。如此，通过应用gpu渲染技术来进行上述图像渲染，由于gpu渲染技术具有性能高且效率高的特性，因此，能够快速准确地渲染得到填挖方区域的纹理图像，提升了填挖方仿真的效率，还降低了填挖方仿真的算力成本。
44.s203、基于该数字高程模型中的多个模型顶点，从该纹理图像中提取该多个模型顶点对应位置的纹理信息。
45.本公开实施例中，模型顶点是指该数字高程模型中的顶点。具体地，该模型顶点可以是该数字高程模型的外边缘顶点。
46.s204、基于该多个模型顶点对应位置的纹理信息，确定不属于该填挖方区域的第一模型顶点以及属于该填挖方区域的第二模型顶点，对该第一模型顶点进行图像渲染并基于预设的填挖方深度值对该第二模型顶点进行图像渲染，得到填挖仿真图像。
47.本公开实施例中，第一模型顶点用于指代数字高程模型中不属于填挖方区域的模型顶点。第二模型顶点用于指代数字高程模型中属于填挖方区域的模型顶点。在一些实施例中，第一模型顶点和第二模型顶点的数量为多个。预设的填挖方深度值为预先设定的填筑深度值或挖掘深度值。填挖仿真图像表征在该目标地理区域中基于该填挖方深度值实施填挖操作后的效果。
48.本公开实施例提供的技术方案，在数字高程模型的基础上，通过用户的交互操作来标记填挖方区域，在所标记的边缘顶点上应用图像渲染技术实现填挖方区域的局部渲染，基于局部渲染得到的纹理图像以及数字高程模型中多个模型顶点，来确定不属于填挖方区域的第一模型顶点以及属于填挖方区域的第二模型顶点，进而针对不属于填挖方区域的第一模型顶点进行正常的图像渲染，针对属于填挖方区域的第二模型顶点，则基于预设的填挖方深度值进行图像渲染，能够快速准确地渲染得到填挖仿真图像，实现了在数字高程模型的全局图像中针对填挖方区域的虚拟仿真，能够直观地展现出在目标地理区域中实施填挖操作后的效果。
49.上述图2为本公开示出的一种简单实施例，下面基于一种具体实施例对本公开提供的数据仿真方法进行说明。图3是本公开实施例示出的一种数据仿真方法的流程示意图，该数据仿真方法由电子设备执行。在一种可能的实现方式中，该电子设备可以为上述图1所示的终端。如图3所示，以终端为执行主体，该方法包括以下步骤。
50.s301、终端基于目标地理区域的数字高程模型中的多个模型顶点，对目标地理区域进行图像渲染，得到该目标地理区域的三维地形图像。
51.其中，目标地理区域用于指代待实施填挖操作的地理区域。数字高程模型是一种数字地貌模型，也即是用于表征地形表面形态的数字化模型。本公开实施例中，数字高程模
型用于表征该目标地理区域的地形表面形态。
52.在一些实施例中，该数字高程模型可以是航天影像。相应地，获取该数字高程模型的过程可以是：利用航空摄影或航天摄影的方式进行摄影测量，获取该目标地理区域的航天影像，以作为数字高程模型。其中，摄影测量的方式可以包括立体坐标仪观测法、解析测图法或数字摄影测量等等。在又一些实施例中，该数字高程模型可以是绘制图像。相应地，获取该数字高程模型的过程可以是：利用测量仪器对该目标地理区域的地形进行测量，得到该目标地理区域的地形数据，进而基于该目标地理区域的地形数
53.据进行绘制得到绘制图像，以作为数字高程模型。其中，测量仪器可以包5括水平导轨、测针、相对高程测量板或全站仪等等。在另一些实施例中，
54.该数字高程模型可以是内插图像。相应地，获取该数字高程模型的过程可以是：从该目标地理区域的已有地形图中，获取该目标地理区域的基础地形数据，进而基于该目标地理区域的基础地形数据进行内插处理得到内插
55.图像，以作为数字高程模型。其中，内插处理可以是线性内插处理或双线0性内插处理等等。本公开实施例对构建数字高程模型的方式不作限定。
56.模型顶点是指该数字高程模型中的顶点。具体地，该模型顶点可以是该数字高程模型的外边缘顶点。在一些实施例中，该模型顶点采用模型顶点的三维坐标来表示；或者，在又一些实施例中，该模型顶点采用模型顶
57.点的三维坐标以及该三维坐标对应位置的纹理信息来表示。在一些实施例5中，通过该数字高程模型能够读取到该多个模型顶点的三维坐标以及该三
58.维坐标对应位置的纹理信息。需要说明的是，模型顶点的三维坐标是在模型坐标系下的坐标，该模型坐标系是指以数字高程模型的中心作为原点所构建的三维坐标系。通过构建模型坐标系，能够以三维坐标的形式表示该
59.数字高程模型中各个模型顶点的分布情况。在一些实施例中，在获取该数0字高程模型的多个模型顶点之后，终端将该多个模型顶点的三维坐标存储
60.至内存中，以便后续灵活取用该多个模型顶点的三维坐标。
61.在一些实施例中，该图像渲染为gpu管线渲染。在一些实施例中，上述图像渲染的过程可以是以模型顶点为单位的gpu管线渲染过程，相应
62.过程为：终端将该目标地理区域的数字高程模型中的多个模型顶点输入5gpu处理器，通过该gpu处理器进行gpu管线渲染，得到该目标地理区
63.域的三维地形图像。或者，在又一些实施例中，上述图像渲染的过程可以是以三角形图元为单位的gpu管线渲染过程，相应过程为：终端对该多个模型顶点进行图元组装得到至少一个三角形图元，将组装得到的至少一
64.个三角形图元输入gpu处理器，通过该gpu处理器进行gpu管线渲染，0得到该目标地理区域的三维地形图像。其中，图元是组成图像的基本单位，如点、线或面等。上述实施例以三角形图元为例对图像渲染的过程进行了说明，当然，在另一些实施例中，还能够是其他形状的图元，本公开实施例对此不加以限定。
65.在一些实施例中，终端基于s301获取到该目标地理区域的三维地形图像之后，显示该目标地理区域的三维地形图像，以便后续基于所显示的该目标地理区域的三维地形图像，来确定用户所标记的填挖方区域。
66.s302、终端响应于在该三维地形图像中的填挖方标记操作，获取所标记的填挖方区域的多个边缘顶点。
67.其中，填挖方区域用于指代目标地理区域中待填筑的部分区域或者待挖掘的部分区域。示例地，待填筑的部分区域可以是待填筑泥土或待填筑水泥的坑，待挖掘的部分区域可以是待挖掘泥土的山丘。在一些实施例中，所标记的填挖方区域可以是规则的几何体，也可以是不规则的几何体。边缘顶点是指所标记的填挖方区域的顶点。具体地，该边缘顶点可以是所标记的填挖方区域的外边缘顶点。在一些实施例中，该边缘顶点采用边缘顶点的三维坐标来表示。
68.在一些实施例中，该填挖方标记操作包括对该填挖方区域的多次点击操作。应理解地，该点击操作是指在该三维地形图像的画面中的点击操作。相应地，获取所标记的填挖方区域的多个边缘顶点的过程包括：终端基于对该填挖方区域的多次点击操作，分别确定该多次点击操作对应的位置坐标，基于该多次点击操作对应的位置坐标，确定该填挖方区域并获取该填挖方区域的多个边缘顶点。其中，点击操作对应的位置坐标也即是在该三维地形图像中实施点击操作的位置对应的三维坐标。
69.在一些实施例中，在获取该填挖方区域的多个边缘顶点之后，终端将该多个边缘顶点的三维坐标存储至内存中，以便后续灵活取用该多个边缘顶点的三维坐标。进一步地，在一些实施例中，终端以数组的形式，将该多个边缘顶点的三维坐标存储至内存中。需要说明的是，边缘顶点的三维坐标同样是在模型坐标系下的坐标。
70.上述s301至s302所示出的实施例中，响应于在目标地理区域的数字高程模型中的填挖方标记操作，获取所标记的填挖方区域的多个边缘顶点。如此，提供了一种人机交互式来确定填挖方区域的方式，通过用户在数字高程模型的三维地形图像中的多次点击操作，能够快速且灵活地标记出填挖方区域，在提高人机交互效率的同时还提升了填挖方区域标记的准确性。
71.s303、终端基于该填挖方区域的多个边缘顶点，构造该填挖方区域的相机视口，该相机视口表示相机的视角范围。
72.在一些实施例中，终端在该填挖方区域的多个边缘顶点中，确定在横轴维度上的极值以及在纵轴维度上的极值，基于在该横轴维度上的极值以及在该纵轴维度上的极值，确定两个极值坐标点，基于该两个极值坐标点构造矩形包围框，将所构造的矩形包围框确定为该填挖方区域的相机视口。
73.其中，横轴维度上的极值也即是在x轴上的极小值和极大值，在纵轴维度上的极值也即是在y轴上的极小值和极大值。在一些实施例中，通过遍历该多个边缘顶点的三维坐标，能够确定出在x轴上的极小值和极大值以及在y轴上的极小值和极大值。示例地，通过遍历该多个边缘顶点的三维坐标中的x值，确定在x轴上的极小值和极大值，通过遍历该多个边缘顶点的三维坐标中的y值，确定在y轴上的极小值和极大值。
74.两个极值坐标点包括极小值坐标点和极大值坐标点。相应地，在确定出在x轴上的极小值和极大值以及在y轴上的极小值和极大值之后，将在x轴上的极小值与在y轴上的极小值进行组合，得到极小值坐标点，将在x轴上的极大值与在y轴上的极大值进行组合，得到极大值坐标点。
75.在一些实施例中，矩形包围框可以是aabb包围框，该aabb包围框的四条边分别与
坐标轴垂直。在一些实施例中，终端基于该两个极值坐标点分别在x轴、y轴上作垂直线，也即得到四条垂直线，将由该四条垂直线所形成的矩形框确定为aabb包围框，将所构造的aabb包围框确定为该填挖方区域的相机视口。
76.在上述实施例中，通过确定在横轴维度上的极值以及在纵轴维度上的极值，能够确定出贴近该填挖方区域的边界位置的两个极值坐标点，进而基于该两个极值坐标点构造矩形包围框，使得所构造的矩形包围框能够覆盖该填挖方区域，从而以矩形包围框作为相机视口，能够观察到全部的填挖方区域，提高了填挖方仿真的精确性。
77.s304、终端基于该填挖方区域的相机视口，构造该填挖方区域的视图矩阵和投影矩阵，该视图矩阵用于表示相机视角的变换，该投影矩阵用于表示顶点坐标的变换。
78.其中，相机视角可理解为填挖方区域的观察视角，相应地，相机视角的变换也即是观察视角的变换。应理解地，相机视角的变换，也即是填挖方区域在三维地形图像中发生空间位置的变化。顶点坐标是指顶点(如模型顶点或边缘顶点)在模型坐标系下的坐标，相应地，顶点坐标的变换是指将顶点在模型坐标系下的坐标映射至投影坐标系下。
79.在一些实施例中，视图矩阵和投影矩阵均为4*4的矩阵。在一些实施例中，在基于上述s303确定该两个极值坐标点之后，终端还确定该两个极值坐标点的中点，基于该两个极值坐标点的中点以及该填挖方区域的相机视口，构造该填挖方区域的视图矩阵和投影矩阵，以便后续基于该视图矩阵和投影矩阵实现相机视角的变换以及顶点坐标的变换。
80.s305、终端基于该视图矩阵和该投影矩阵，对该多个边缘顶点进行视角变换处理和坐标变换处理，得到变换处理后的该多个边缘顶点。
81.在一些实施例中，终端将该视图矩阵与该多个边缘顶点进行矩阵相乘，实现对该多个边缘顶点的视角变换处理，得到视角变换处理后的该多个边缘顶点，进而将该投影矩阵与视角变换处理后的该多个边缘顶点进行矩阵相乘，实现对该多个边缘顶点的坐标变换处理。
82.s306、终端基于变换处理后的该多个边缘顶点，对该填挖方区域进行图像渲染，得到该填挖方区域的纹理图像。
83.在一些实施例中，该图像渲染为gpu管线渲染。在一些实施例中，上述图像渲染的过程可以是以边缘顶点为单位的gpu管线渲染过程，相应过程为：终端将变换处理后的该多个边缘顶点输入gpu处理器，通过该gpu处理器进行gpu管线渲染，得到该填挖方区域的纹理图像。或者，在又一些实施例中，上述图像渲染的过程可以是以三角形图元为单位的gpu管线渲染过程，相应过程为：终端对变换处理后的该多个边缘顶点进行图元组装得到至少一个三角形图元，将组装得到的至少一个三角形图元输入gpu处理器，通过该gpu处理器进行gpu管线渲染，得到该填挖方区域的纹理图像。上述实施例以三角形图元为例对图像渲染的过程进行了说明，当然，在另一些实施例中，还能够是其他形状的图元，本公开实施例对此不加以限定。
84.上述s303至s306所示出的实施例中，终端基于该填挖方区域的多个边缘顶点，对该填挖方区域进行图像渲染，得到该填挖方区域的纹理图像。如此，通过对填挖方区域的局部渲染，能够大致确定填挖方区域的位置范围，且通过构造相机视口、视图矩阵以及投影矩阵来进行图像渲染，能够快速准确地渲染得到该填挖方区域的纹理图像，以便后续基于局部渲染得到的纹理图像结合数字高程模型的多个模型顶点，来判断属于填挖方区域的多个
模型顶点，从而实现在数字高程模型的全局图像中针对填挖方区域的虚拟仿真。需要说明的是，上述s306中针对填挖方区域的图像渲染为隐性渲染，也即是不在终端的显示屏上显示渲染得到的纹理图像。
85.s307、终端基于该视图矩阵和该投影矩阵，对该多个模型顶点进行视角变换处理和坐标变换处理，得到变换处理后的该多个模型顶点。
86.在一些实施例中，终端将该视图矩阵与该多个模型顶点进行矩阵相乘，实现对该多个模型顶点的视角变换处理，得到视角变换处理后的该多个模型顶点，进而将该投影矩阵与视角变换处理后的该多个模型顶点进行矩阵相乘，实现对该多个模型顶点的坐标变换处理。
87.如此，通过将填挖方区域的视图矩阵和投影矩阵应用至数字高程模型的模型顶点上，使得数字高程模型的模型顶点与填挖方区域的边缘顶点同处一个相机视口且同处一个投影坐标系下，以便后续统一执行虚拟仿真的步骤，提升了虚拟仿真的可靠性。
88.在基于上述s307对该多个模型顶点进行视角变换处理和坐标变换处理后，终端基于变换处理后的该多个模型顶点，从该纹理图像中提取该多个模型顶点对应位置的纹理信息。相应过程参见s308至s309。
89.s308、终端对变换处理后的该多个模型顶点进行透视除法处理，得到透视除法处理后的该多个模型顶点。
90.其中，透视除法处理是指将顶点坐标除以齐次分量w以获得标准化设备(normalized device coordinates，ndc)坐标的过程，该ndc坐标是指x、y、z的数值范围均处于[-1，1]的坐标。应理解地，透视除法处理也即是将原始数值很大的坐标缩小至数值较小的坐标，以便后续在终端的二维屏幕中显示。
[0091]
s309、终端基于透视除法处理后的该多个模型顶点，从该纹理图像中提取该多个模型顶点对应位置的纹理信息。
[0092]
在一些实施例中，终端基于透视除法处理后的该多个模型顶点的三维坐标，从该纹理图像中提取该多个模型顶点的三维坐标对应位置的纹理信息。
[0093]
上述s307至s309所示出的实施例中，终端基于该数字高程模型中的多个模型顶点，从该纹理图像中提取该多个模型顶点对应位置的纹理信息。如此，以便后续基于该多个模型顶点的纹理信息，来确定不属于填挖方区域的第一模型顶点以及属于填挖方区域的第二模型顶点，进而针对不属于填挖方区域的第一模型顶点以及属于填挖方区域的第二模型顶点分别进行图像渲染，相应过程参见s310。
[0094]
s310、终端基于该多个模型顶点对应位置的纹理信息，确定不属于该填挖方区域的第一模型顶点以及属于该填挖方区域的第二模型顶点，对该第一模型顶点进行图像渲染并基于预设的填挖方深度值对该第二模型顶点进行图像渲染，得到填挖仿真图像，该填挖仿真图像表征在该目标地理区域中基于该填挖方深度值实施填挖操作后的效果。
[0095]
其中，第一模型顶点用于指代数字高程模型中不属于填挖方区域的模型顶点。第二模型顶点用于指代数字高程模型中属于填挖方区域的模型顶点。在一些实施例中，第一模型顶点和第二模型顶点的数量为多个。
[0096]
在一些实施例中，对于该多个模型顶点中任一个模型顶点，终端基于该模型顶点对应位置的纹理信息，判断该模型顶点对应位置的纹理信息所指示的值是否为合法值，若
该模型顶点对应位置的纹理信息所指示的值为非法值，则判定该模型顶点为第一模型顶点，若该模型顶点对应位置的纹理信息所指示的值为合法值，则判定该模型顶点为第二模型顶点。本公开实施例中，采用合法值来表示对应纹理属于待处理的区域，采用非法值来表示对应纹理不属于待处理的区域。应理解地，此处待处理的区域也即是待填挖的区域即填挖方区域。
[0097]
在一些实施例中，该图像渲染为gpu管线渲染。在一些实施例中，终端对该第一模型顶点进行图像渲染的过程可以是：终端将该第一模型顶点直接输入gpu处理器，通过该gpu处理器进行gpu管线渲染，得到该数字高程模型中非填挖方区域的纹理图像。或者，在又一些实施例中，上述对该第一模型顶点进行图像渲染的过程可以是以三角形图元为单位的gpu管线渲染过程，相应过程为：终端对第一模型顶点进行图元组装得到至少一个三角形图元，将组装得到的至少一个三角形图元输入gpu处理器，通过该gpu处理器进行gpu管线渲染，得到该数字高程模型中非填挖方区域的纹理图像。上述实施例以三角形图元为例对图像渲染的过程进行了说明，当然，在另一些实施例中，还能够是其他形状的图元，本公开实施例对此不加以限定。
[0098]
在一些实施例中，终端基于预设的填挖方深度值对该第二模型顶点进行图像渲染的过程可以是：终端提取该第二模型顶点的高程值，基于该第二模型顶点的高程值以及预设的填挖方深度值，确定目标高程值，基于该目标高程值对该第二模型顶点进行图像渲染。
[0099]
其中，高程值是指三维坐标中的z值，用于表示对应模型顶点距离地面的高度。相应地，第二模型顶点的高程值也即是第二模型顶点距离地面的高度。预设的填挖方深度值为预先设定的填筑深度值或挖掘深度值。目标高程值表示实施填挖操作后的高程值。
[0100]
在一些实施例中，终端基于该第二模型顶点的高程值与该预设的填挖方深度值进行求和运算或者差值运算，能够获得该目标高程值。示例地，若该预设的填挖方深度值为预先设定的填筑深度值，则基于该第二模型顶点的高程值与该预设的填挖方深度值进行求和运算，以获得该目标高程值；或者，若该预设的填挖方深度值为预先设定的挖掘深度值，则基于该第二模型顶点的高程值与该预设的填挖方深度值进行差值运算，以获得该目标高程值。
[0101]
在一些实施例中，终端确定该目标高程值之后，将该第二模型顶点的高程值替换为该目标高程值，再基于替换高程值后的第二模型顶点进行后续图像渲染的过程。
[0102]
在一些实施例中，终端基于替换高程值后的第二模型顶点进行图像渲染的过程可以是：终端将该替换高程值后的第二模型顶点输入gpu处理器，通过该gpu处理器进行gpu管线渲染，得到该数字高程模型中填挖方区域实施填挖操作后的纹理图像。或者，在又一些实施例中，上述基于替换高程值后的第二模型顶点进行图像渲染的过程可以是以三角形图元为单位的gpu管线渲染过程，相应过程为：终端对该替换高程值后的第二模型顶点进行图元组装得到至少一个三角形图元，将组装得到的至少一个三角形图元输入gpu处理器，通过该gpu处理器进行gpu管线渲染，得到该数字高程模型中填挖方区域实施填挖操作后的纹理图像。上述实施例以三角形图元为例对图像渲染的过程进行了说明，当然，在另一些实施例中，还能够是其他形状的图元，本公开实施例对此不加以限定。
[0103]
如此，在对第一模型顶点进行图像渲染得到该数字高程模型中非填挖方区域的纹理图像，以及基于预设的填挖方深度值对第二模型顶点进行图像渲染得到该数字高程模型
中填挖方区域实施填挖操作后的纹理图像之后，将该数字高程模型中非填挖方区域的纹理图像与该数字高程模型中填挖方区域实施填挖操作后的纹理图像组合，得到该填挖仿真图像，通过该填挖仿真图像能够直观地展现出在目标地理区域中实施填挖操作后的效果。本公开实施例中，利用预设的填挖方深度值确定实施填挖操作后的高程值，进而基于实施填挖操作后的高程值对第二模型顶点进行图像渲染，能够实现对填挖方区域的高程值偏移，从而实现了对填挖方区域实施填筑或者实施挖掘后的效果仿真。
[0104]
示例地，图4是本公开实施例示出的一种数据仿真方法的流程示意图。参见图4，首先，通过第一次图像渲染，将数字高程模型处理为三维地形图像，以便用户在该三维地形图像中标记填挖方区域；然后，提取用户所标记的填挖方区域的边缘顶点，根据填挖方区域的边缘顶点构造视图矩阵和投影矩阵，采用视图矩阵和投影矩阵将填挖方区域的边缘顶点进行变换并进行第二次图像渲染，得到一张纹理，也即是填挖方区域的纹理图像；同时，采用视图矩阵和投影矩阵将数字高程模型的模型顶点进行变换，并基于变换后的各个模型顶点在上述纹理中进行采样；最终判断采样值是否为待处理的区域，如果不是，则执行正常的图像渲染流程，如果是，则提取目标高程值并进行偏移，再执行正常的图像渲染流程，如此，能够实现在数字高程模型的全局图像中针对填挖方区域的虚拟仿真，具备较好的交互性、精确性和较高的性能。
[0105]
需要说明的是，本公开实施例以终端采用gpu管线渲染的方式为例，对图像渲染的过程进行了说明。如此，通过应用gpu渲染技术来进行上述图像渲染，由于gpu渲染技术具有性能高且效率高的特性，因此，能够快速准确地渲染得到填挖仿真图像，提升了填挖方仿真的效率，还降低了填挖方仿真的算力成本。而在另一些实施例中，终端还能够采用中央处理器(central processing unit，cpu)在管线组织的前一阶段进行模型顶点或边缘顶点的变换处理或透视除法处理等处理过程，进而将处理后的模型顶点或边缘顶点输入gpu处理器，以供gpu处理器进行图像渲染的过程。
[0106]
本公开实施例提供的技术方案，在数字高程模型的基础上，通过用户的交互操作来标记填挖方区域，在所标记的边缘顶点上应用图像渲染技术实现填挖方区域的局部渲染，基于局部渲染得到的纹理图像以及数字高程模型中多个模型顶点，来确定不属于填挖方区域的第一模型顶点以及属于填挖方区域的第二模型顶点，进而针对不属于填挖方区域的第一模型顶点进行正常的图像渲染，针对属于填挖方区域的第二模型顶点，则基于预设的填挖方深度值进行图像渲染，能够快速准确地渲染得到填挖仿真图像，实现了在数字高程模型的全局图像中针对填挖方区域的虚拟仿真，能够直观地展现出在目标地理区域中实施填挖操作后的效果。
[0107]
图5是本公开实施例示出的一种数据仿真装置的结构框图。参见图5，该装置包括获取模块501、渲染模块502和提取模块503。其中：
[0108]
获取模块501，用于响应于在目标地理区域的数字高程模型中的填挖方标记操作，获取所标记的填挖方区域的多个边缘顶点；
[0109]
渲染模块502，用于基于该填挖方区域的多个边缘顶点，对该填挖方区域进行图像渲染，得到该填挖方区域的纹理图像；
[0110]
提取模块503，用于基于该数字高程模型中的多个模型顶点，从该纹理图像中提取该多个模型顶点对应位置的纹理信息；
[0111]
该渲染模块502，还用于基于该多个模型顶点对应位置的纹理信息，确定不属于该填挖方区域的第一模型顶点以及属于该填挖方区域的第二模型顶点，对该第一模型顶点进行图像渲染并基于预设的填挖方深度值对该第二模型顶点进行图像渲染，得到填挖仿真图像。
[0112]
本公开实施例提供的技术方案，在数字高程模型的基础上，通过用户的交互操作来标记填挖方区域，在所标记的边缘顶点上应用图像渲染技术实现填挖方区域的局部渲染，基于局部渲染得到的纹理图像以及数字高程模型中多个模型顶点，来确定不属于填挖方区域的第一模型顶点以及属于填挖方区域的第二模型顶点，进而针对不属于填挖方区域的第一模型顶点进行正常的图像渲染，针对属于填挖方区域的第二模型顶点，则基于预设的填挖方深度值进行图像渲染，能够快速准确地渲染得到填挖仿真图像，实现了在数字高程模型的全局图像中针对填挖方区域的虚拟仿真，能够直观地展现出在目标地理区域中实施填挖操作后的效果。
[0113]
在一些实施例中，该获取模块501，用于：
[0114]
基于该数字高程模型中的多个模型顶点，对该目标地理区域进行图像渲染，得到该目标地理区域的三维地形图像；
[0115]
响应于在该三维地形图像中的填挖方标记操作，获取所标记的填挖方区域的多个边缘顶点。
[0116]
在一些实施例中，该填挖方标记操作包括对该填挖方区域的多次点击操作；
[0117]
该获取模块501，包括：
[0118]
坐标确定子模块，用于基于对该填挖方区域的多次点击操作，分别确定该多次点击操作对应的位置坐标；
[0119]
区域确定子模块，用于基于该多次点击操作对应的位置坐标，确定该填挖方区域并获取该填挖方区域的多个边缘顶点。
[0120]
在一些实施例中，该渲染模块502，包括：
[0121]
视口构造子模块，用于基于该填挖方区域的多个边缘顶点，构造该填挖方区域的相机视口，该相机视口表示相机的视角范围；
[0122]
矩阵构造子模块，用于基于该填挖方区域的相机视口，构造该填挖方区域的视图矩阵和投影矩阵，该视图矩阵用于表示相机视角的变换，该投影矩阵用于表示顶点坐标的变换；
[0123]
处理子模块，用于基于该视图矩阵和该投影矩阵，对该多个边缘顶点进行视角变换处理和坐标变换处理，得到变换处理后的该多个边缘顶点；
[0124]
渲染子模块，用于基于变换处理后的该多个边缘顶点，对该填挖方区域进行图像渲染，得到该填挖方区域的纹理图像。
[0125]
在一些实施例中，该视口构造子模块，用于：
[0126]
在该填挖方区域的多个边缘顶点中，确定在横轴维度上的极值以及在纵轴维度上的极值；
[0127]
基于在该横轴维度上的极值以及在该纵轴维度上的极值，确定两个极值坐标点；
[0128]
基于该两个极值坐标点构造矩形包围框，将所构造的矩形包围框确定为该填挖方区域的相机视口。
[0129]
在一些实施例中，该提取模块503，包括：
[0130]
处理子模块，用于基于该视图矩阵和该投影矩阵，对该多个模型顶点进行视角变换处理和坐标变换处理，得到变换处理后的该多个模型顶点；
[0131]
提取子模块，用于基于变换处理后的该多个模型顶点，从该纹理图像中提取该多个模型顶点对应位置的纹理信息。
[0132]
在一些实施例中，该提取子模块，用于：
[0133]
对变换处理后的该多个模型顶点进行透视除法处理，得到透视除法处理后的该多个模型顶点；
[0134]
基于透视除法处理后的该多个模型顶点，从该纹理图像中提取该多个模型顶点对应位置的纹理信息。
[0135]
在一些实施例中，该渲染模块502，还用于：
[0136]
提取该第二模型顶点的高程值；
[0137]
基于该第二模型顶点的高程值以及预设的填挖方深度值，确定目标高程值，该目标高程值表示实施填挖操作后的高程值；
[0138]
基于该目标高程值对该第二模型顶点进行图像渲染。
[0139]
该图像渲染为图形处理器gpu管线渲染。
[0140]
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备，包括至少一个处理器；与该至少一个处理器通信连接的存储器；以及显示屏；其中，该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器与该显示屏配合执行本公开所提供的数据仿真方法。
[0141]
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，该计算机指令用于使电子设备执行本公开所提供的数据仿真方法。
[0142]
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现本公开所提供的数据仿真方法。
[0143]
在一些实施例中，电子设备可以为上述图1中所示出的终端。图6示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备600的示意性框图。电子设备600旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备600还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
[0144]
如图6所示，电子设备600包括计算单元601，其可以根据存储在只读存储器(read only memory，rom)602中的计算机程序或者从存储单元606加载到随机访问存储器(random access memory，ram)603中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 603中，还可存储设备600操作所需的各种程序和数据。计算单元601、rom 602以及ram603通过总线604彼此相连。输入/输出(in put/out put，i/o)接口605也连接至总线604。
[0145]
电子设备600中的多个部件连接至i/o接口605，包括：输入单元606，例如键盘、鼠标等；输出单元607，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元608，例如磁盘、光盘等；以及通信单元609，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元609允许设备600通过
诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
[0146]
计算单元601可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元601的一些示例包括但不限于中央处理单元(central processing unit，cpu)、图形处理单元(graphics processing unit，gpu)、各种专用的人工智能(artificial intelligence，ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元601执行上文所描述的各个方法和处理，例如数据仿真方法。例如，在一些实施例中，数据仿真方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元608。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 602和/或通信单元609而被载入和/或安装到电子设备600上。当计算机程序加载到ram 603并由计算单元601执行时，可以执行上文描述的数据仿真方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元601可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行数据仿真方法。
[0147]
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、专用标准产品(application specific standard parts，assp)、芯片上系统的系统(system on chip，soc)、复杂可编程逻辑设备(complex programmable logic device，cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
[0148]
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
[0149]
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read only memory，eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(compact disc read-only memory，cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
[0150]
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置，例如，阴极射线管(cathode ray tube，crt)或者液晶显示器(liquid crystal display，lcd)监视器；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨
迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
[0151]
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(local area network，lan)、广域网(wide area network，wan)和互联网。
[0152]
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
[0153]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0154]
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。