[發明專利]基于OSG的數字湖泊三維可視化仿真方法及仿真平臺

有效

• 申請號: 201310598376.2
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103559739A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 周建中;劉懿;莫莉;嚴冬;閆寶偉;黃牧濤;潘立武;畢勝;張華杰;趙越;張煒;王鵬程;徐赫;周圣杰;寧文瑤;陳璐;趙娜;曾小凡;鄒強;郭俊;葉磊;吳江;李純龍;張海榮;孟長青;謝蒙飛;盧鵬;朱雙;袁柳;丁小玲;李銀銀;王超;王華為;馮宇;程京京;陳芳;牛廣利
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06F17/50
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 趙建剛

1.一種基于OSG的數字湖泊三維可視化仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，構建湖泊所在區域的三維數字地形模型；以及，構建地物模型和地表衍生物模型；

S2，將所述地物模型和所述地表衍生物模型加載到所述三維數字地形模型的對應地理位置上，得到三維數字地形及地理環境場景；

S3，在所述三維數字地形及地理環境場景基礎上，使用OSG模塊作為底層三維渲染引擎進行場景渲染；同時，采用OsgOcean模塊進一步模擬仿真渲染水流和天氣效果，得到三維數字湖泊地形環境場景；其中，通過模擬得到的水流場景和天氣效果場景通過人機交互機制控制，進行場景更新；具體采用以下方法進行場景更新：

S31，使用C++/CLI技術設計GUI圖形界面；

S32，分別創建GUI線程和OSG渲染線程；

所述GUI線程不斷檢測是否接收到操作者通過所述GUI圖形界面發送的三維流場展示命令，當檢測到時，所述GUI線程將接收到的所述三維流場展示命令發送到消息隊列中；

所述OSG渲染線程循環讀取消息隊列中的消息，當所述OSG渲染線程讀取到消息隊列中的三維流場展示命令時，觸發一個流場展示回調函數；

S33，通過所述流場展示回調函數進行場景更新。

2.根據權利要求1所述的基于OSG的數字湖泊三維可視化仿真方法，其特征在于，S1中，所述三維數字地形模型通過以下方法構建：采用地理信息系統軟件導入目標地形的DEM數據，得到目標地形的初始形態，再對其進一步執行校準、裁剪和拼接操作，生成符合要求的三維數字地形模型；

所述地物模型通過以下方法構建：采用3DS?MAX或Photoshop輔助建模軟件構建地物模型；

所述地表衍生物模型通過以下方法構建：使用SpeedTree軟件構建地表衍生物模型。

3.根據權利要求1所述的基于OSG的數字湖泊三維可視化仿真方法，其特征在于，S2具體為：使用Terra?Vista軟件將地物模型和地表衍生物模型加載到所述三維數字地形模型對應的地理位置上。

4.根據權利要求1所述的基于OSG的數字湖泊三維可視化仿真方法，其特征在于，S33具體為：

所述流場展示回調函數根據傳遞的文件名參數，利用文件讀取類讀取水動力學模型計算的結果文件，并進行處理；

所述流場展示回調函數將處理結果附加到需要加載的模型上，仿真并加載水流流場，得到渲染結果；然后用該渲染結果更新原場景，并顯示在GUI圖形界面上。

5.根據權利要求4所述的基于OSG的數字湖泊三維可視化仿真方法，其特征在于，S33具體為：

所述流場展示回調函數根據傳遞的文件名參數，利用文件讀取類讀取污染擴散模型計算的結果文件，通過動畫模擬污染物擴散過程；和/或

所述流場展示回調函數根據傳遞的文件名參數，利用文件讀取類讀取水質水量調度模型計算的結果文件，動態繪制引水路線，通過GUI圖形界面動態、直觀的展示湖泊大循環、中循環和小循環引水調水路線圖。

6.一種基于OSG的數字湖泊三維可視化仿真平臺，其特征在于，將OsgOcean模塊、OSG模塊以及GUI圖形界面采用持續集成和松耦合模型驅動技術完成系統集成，具體包括：數據層、模型層、渲染層和展示層；

其中，所述數據層用于存儲基礎數據，包括：地理空間數據、水動力學模型計算結果、污染擴散模型計算結果、水質水量調度模型計算結果和模型數據；

所述模型層用于存儲各種建模軟件所創建的各類模型，模型層是對數據層數據進行讀取和加載的模塊，包括相機和漫游模塊、三維模型加載和管理模塊、文件讀取模塊、虛擬城市模型和三維大地形模型；

所述渲染層是三維可視化仿真平臺的核心模塊，通過OSG模塊進行所需場景模型的渲染；

所述展示層用于將渲染層處理后得到的各種渲染結果進行顯示。

7.根據權利要求6所述的基于OSG的數字湖泊三維可視化仿真平臺，其特征在于，所述展示層包括三維地形可視化顯示模塊、三維水體可視化顯示模塊、三維建筑可視化顯示模塊、三維流場可視化顯示模塊、引水路線可視化顯示模塊、污染擴散可視化顯示模塊以及天空盒與自然現象可視化顯示模塊。