[發明專利]基于三維數字地球的物理仿真系統及其使用方法

在審

• 申請號: 201910326506.4
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110163964A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 王輝;占偉偉;蕢露超;王小蘆;袁思佳;劉加銀;李瑤;周傳龍;趙鵬;李彩萍;朱皓俊;李海東;周曉明;毛彥清;暢磊
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所;北京市遙感信息研究所
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T17/10;G06T13/20;G06F17/50
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 向文

1.基于三維數字地球的物理仿真系統，其特征在于：包括三維數字地球、可視化場景編輯和物理仿真引擎：

所述三維數字地球部分提供對地球的三維模擬仿真能力，具備對全球地理信息數據的管理、組織與顯示功能，是整個物理仿真系統的基礎顯示平臺；

所述可視化場景編輯部分提供對物理實體的流程化編輯，以可視化的方式，實現動畫場景與物理屬性的快速構建與設定，而達到無需修改代碼即可構建新場景的能力；

所述物理仿真引擎部分提供適用于全球尺度的物理狀態分析與計算能力，提供多種典型的物理算法，是整個系統具備物理特性的基礎。

2.根據權利要求1所述的基于三維數字地球的物理仿真系統，其特征在于：所述三維數字地球部分包括以下功能模塊：

數據管理與組織部分負責地理信息數據的管理，提供高效的組織形式，實現場景的快速調度；

地理信息分析部分提供典型的地理信息系統領域分析功能；

三維要素仿真負責現實場景的模擬表達，同時負責三維數字地球中所有物理實體與非物理實體的組織渲染。

3.根據權利要求1所述的基于三維數字地球的物理仿真系統，其特征在于：所述可視化場景編輯部分包括實體庫管理模塊、動畫編輯模塊、物理屬性管理模塊和場景控制與管理模塊。

4.根據權利要求3所述的基于三維數字地球的物理仿真系統，其特征在于：所述實體庫管理模塊包括場景文件的讀寫操作和對實體的管理與標繪兩功能部分，所述場景文件的讀寫操作將當前場景信息保存為工程文件，并且能夠通過工程文件迅速恢復當前場景中各實體的信息；所述對實體的管理與標繪功能，實現三維數字地球中實體的拖動擺放，并對實體按照場景進行樹狀組織管理；

所述動畫編輯模塊用于實現對場景中實體運動軌跡與運動邏輯的編排，包括動畫編輯器與流程編輯器，所述動畫編輯器實現單個實體的運動軌跡設置，所述流程編輯器實現多個實體間的有機結合，實體間以流程圖的形式進行串聯，流程圖間可設置觸發事件，從而實現復雜場景的設置；

所述物理屬性管理模塊用于實現對物理實體的物理屬性狀態的設置與管理，所述物理屬性管理模塊是物理仿真引擎模塊的可視化展現；

所述場景控制與管理模塊用于實現對動畫場景的控制。

5.根據權利要求4所述的基于三維數字地球的物理仿真系統的使用方法，其特征在于：包括如下步驟：

1)打開三維數字地球軟件，完成程序的初始化；

2)利用可視化編輯工具中實體庫管理模塊，依次在三維數字地球中部署實體，并設置實體的屬性；

3)利用可視化編輯工具中動畫編輯模塊，設置實體的運動狀態信息；

4)利用可視化編輯工具中動畫編輯模塊，以流程圖的方式，將各實體進行串聯，形成完備的動畫場景；

5)利用可視化編輯工具中物理屬性管理模塊，設置實體的物理屬性；

6)利用可視化編輯工具中場景控制與管理模塊，控制動畫場景。

6.根據權利要求5所述的基于三維數字地球的物理仿真系統的使用方法，其特征在于：所述步驟1中程序的初始化包括以下步驟：

1-1)利用三維數字地球提供的數據源與圖層管理面板添加數據圖層；

1-2)利用三維數字地球提供的場景管理面板，設置場景顯示內容。

7.根據權利要求5所述的基于三維數字地球的物理仿真系統的使用方法，其特征在于：所述步驟2中部署實體的具體步驟如下：

2-1)點擊實體庫管理模塊中實體列表中指定實體，在三維數字地球中指定位置點擊實現部署；

2-2)調整模型位置，通過實體屬性面板設定實體經緯度坐標調整實體位置，并且可以通過鼠標拖動，微調實體位置；

2-3)通過實體屬性面板設置實體的屬性。

8.根據權利要求5所述的基于三維數字地球的物理仿真系統的使用方法，其特征在于：所述步驟3中實體的運動狀態信息的設置具體為：點擊三維數字地球中指定實體，在動畫編輯模板中調整其運動曲線，運動曲線包括XYZ三軸分量，設置初始速度、加速度以及運動曲線。

9.根據權利要求5所述的基于三維數字地球的物理仿真系統的使用方法，其特征在于：所述步驟4中將各實體進行串聯的步驟如下：

4-1)在流程圖面板中利用關系線將各實體進行串聯；

4-2)設置關系線代表的觸發條件。