[發明專利]基于WebGL的洪水演進態勢三維動態可視化展示方法

有效

• 申請號: 202010582085.4
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111784833B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 宮留留;楊坤;范青松;馬瑞;李曉飛
• 申請（專利權）人: 長江空間信息技術工程有限公司（武漢）;長江勘測規劃設計研究有限責任公司
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T15/50;G06T15/20;G06F16/957
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 狄宗祿

1.一種基于WebGL的洪水演進態勢三維動態可視化展示方法，其特征在于：包括如下步驟，

步驟一：三維可視化引擎的選擇；

三維可視化引擎采用基于WebGL的開源Cesium渲染引擎；

步驟二:地形和傾斜攝影模型數據處理及服務的發布；

1)地形數據處理

運用CesiumLAB數據處理軟件對地形數據進行處理，選擇基于CTB三角算法并利用GZIP壓縮技術生成分級的LOD層級數據；

2)傾斜攝影模型數據處理

運用CesiumLAB數據處理軟件對OSGB格式的傾斜攝影數據進行格式轉換及單體化處理；

3)數據服務的發布

處理完成后的地形和傾斜攝影模型的LOD層級數據屬于靜態資源，直接將根文件夾下的所有數據放到數據服務器上，客戶端加載請求根目錄文件夾，利用WebGL技術構建直觀的地形場景；

步驟三：洪水風險圖三維可視化場景的集成；

步驟四：洪水態勢數據組織；

二維洪水計算格網為*.shp格式的矢量面數據，包括多個三角網面要素；每個三角面包含洪水演進不同時刻的屬性數據，主要屬性字段為淹沒時刻和淹沒水深；

后臺數據采用GeoJSON的數據格式進行組織，把*.shp格式數據轉換成GeoJSON格式，GeoJSON格式用于描述地理空間信息的數據格式，其最外層是單獨的對象；

對模型水深值進行分級并賦予特定的顏色值，對每個模型格網進行計算，確定該時刻格網的顏色級別，并增加顏色屬性，該屬性保存至上述的GeoJSON數據中；

步驟五：基于WebGL技術的洪水淹沒模擬三維可視化展示

基于WebGL技術的洪水淹沒模擬三維可視化展示包括圖例設置和洪水態勢演變過程的客戶端渲染；

1)圖例設置

建立淹沒水深與模型格網顏色之間的對應關系，通過模型格網顏色的深淺表現淹沒水深的高低；

2)洪水態勢演變過程的客戶端渲染

①渲染方式的選擇

采用圖元渲染的方式進行實現模型格網的渲染；

②渲染效果的實現

根據視角高度變化顯示不同渲染效果。

2.根據權利要求1所述的基于WebGL的洪水演進態勢三維動態可視化展示方法，其特征在于：在步驟三中，洪水風險圖三維可視化場景的集成的具體方法為：

利用數字高程模型與高分辨率遙感影像疊加構建三維地形模型,集成傾斜攝影模型，接入與洪水態勢展示相關的專題地理數據，建構模擬區域真實三維場景，最后利用WebGL的shader語言分別增加天氣和特效兩種虛擬環境增強效果，模擬洪水淹沒過程中的外部自然條件。

3.根據權利要求2所述的基于WebGL的洪水演進態勢三維動態可視化展示方法，其特征在于：在步驟四中，對象包括幾何體、特征和特征集合的信息。

4.根據權利要求3所述的基于WebGL的洪水演進態勢三維動態可視化展示方法，其特征在于：在步驟五中，圖例設置的具體步驟如下：

①設置淹沒水深分級數及顏色梯度；

②根據分級數及顏色梯度，構建顏色與洪水淹沒水深數值之間的對應關系，淹沒水深數值的大小與顏色深淺成正比關系。

5.根據權利要求4所述的基于WebGL的洪水演進態勢三維動態可視化展示方法，其特征在于：在步驟五中，根據視角高度變化顯示不同渲染效果：

在視角高度較高時，顯示基本地形，洪水模型計算格網設置為貼地面顯示，根據格網顏色的深淺區分淹沒水深；在視角高度較低時，顯示模擬區域的精細的三維傾斜地形數據，計算格網設置為根據淹沒水深顯示離地面絕對高度，通過計算格網和三維傾斜地形數據的疊加可直觀展示淹沒水深信息；

遠視角下洪水模型計算格網是一種貼合地形的方式進行展示，圖形顏色代表了淹沒水深的變化，改變圖形外觀的顏色屬性，利用Cesium的CLAMP_TO_GROUND屬性設置貼地形效果；

近視角下圖形是一種貼合傾斜攝影模型的方式進行展示，圖形顏色依然代表淹沒水深的變化；傾斜模型有高度特征，圖形通過X、Y坐標來渲染位置信息，且通過Height來確定淹沒水深的高度；做傾斜攝影模型的分類單體化處理；利用Cesium的ClassificationType屬性設置貼合傾斜攝影模型的效果。