基于OSG的数字湖泊三维可视化仿真方法及仿真平台.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103559739103559739A(43)申请公布日2014.02.05(21)申请号201310598376.2(74)专利代理机构北京市盛峰律师事务所(22)申请日2013.11.2211337代理人赵建刚(71)申请人华中科技大学(51)Int.Cl.地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号G06T17/05(2011.01)G06F17/50(2006.01)(72)发明人周建中刘懿莫莉严冬闫宝伟黄牧涛潘立武毕胜张华杰赵越张炜王鹏程徐赫周圣杰宁文瑶陈璐赵娜曾小凡邹强郭俊叶磊吴江李纯龙张海荣孟长青谢蒙飞卢鹏朱双袁柳丁小玲李银银王超王华为冯宇程京京陈芳牛广利权权利要求书2页利要求书2页说明书5页说明书5页附图3页附图3页(54)发明名称基于OSG的数字湖泊三维可视化仿真方法及仿真平台(57)摘要本发明提供一种基于OSG的数字湖泊三维可视化仿真方法及仿真平台，包括以下步骤：构建湖泊所在区域的三维数字地形模型、地物模型和地表衍生物模型；将地物模型和地表衍生物模型加载到三维数字地形模型的对应地理位置上，得到三维数字地形及地理环境场景；在三维数字地形及地理环境场景基础上，使用OSG模块作为底层三维渲染引擎进行场景渲染；同时，采用OsgOcean模块进一步模拟仿真渲染水流和天气效果，得到三维数字湖泊地形环境场景；通过模拟得到的水流场景和天气效果场景通过人机交互机制控制，进行场景更新。具有操作方便、易于扩展、实时高效的优点，能满足大范围地形和海量空间数据三维可视化仿真的需求。CN103559739ACN103597ACN103559739A权利要求书1/2页1.一种基于OSG的数字湖泊三维可视化仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，构建湖泊所在区域的三维数字地形模型；以及，构建地物模型和地表衍生物模型；S2，将所述地物模型和所述地表衍生物模型加载到所述三维数字地形模型的对应地理位置上，得到三维数字地形及地理环境场景；S3，在所述三维数字地形及地理环境场景基础上，使用OSG模块作为底层三维渲染引擎进行场景渲染；同时，采用OsgOcean模块进一步模拟仿真渲染水流和天气效果，得到三维数字湖泊地形环境场景；其中，通过模拟得到的水流场景和天气效果场景通过人机交互机制控制，进行场景更新；具体采用以下方法进行场景更新：S31，使用C++/CLI技术设计GUI图形界面；S32，分别创建GUI线程和OSG渲染线程；所述GUI线程不断检测是否接收到操作者通过所述GUI图形界面发送的三维流场展示命令，当检测到时，所述GUI线程将接收到的所述三维流场展示命令发送到消息队列中；所述OSG渲染线程循环读取消息队列中的消息，当所述OSG渲染线程读取到消息队列中的三维流场展示命令时，触发一个流场展示回调函数；S33，通过所述流场展示回调函数进行场景更新。2.根据权利要求1所述的基于OSG的数字湖泊三维可视化仿真方法，其特征在于，S1中，所述三维数字地形模型通过以下方法构建：采用地理信息系统软件导入目标地形的DEM数据，得到目标地形的初始形态，再对其进一步执行校准、裁剪和拼接操作，生成符合要求的三维数字地形模型；所述地物模型通过以下方法构建：采用3DSMAX或Photoshop辅助建模软件构建地物模型；所述地表衍生物模型通过以下方法构建：使用SpeedTree软件构建地表衍生物模型。3.根据权利要求1所述的基于OSG的数字湖泊三维可视化仿真方法，其特征在于，S2具体为：使用TerraVista软件将地物模型和地表衍生物模型加载到所述三维数字地形模型对应的地理位置上。4.根据权利要求1所述的基于OSG的数字湖泊三维可视化仿真方法，其特征在于，S33具体为：所述流场展示回调函数根据传递的文件名参数，利用文件读取类读取水动力学模型计算的结果文件，并进行处理；所述流场展示回调函数将处理结果附加到需要加载的模型上，仿真并加载水流流场，得到渲染结果；然后用该渲染结果更新原场景，并显示在GUI图形界面上。5.根据权利要求4所述的基于OSG的数字湖泊三维可视化仿真方法，其特征在于，S33具体为：所述流场展示回调函数根据传递的文件名参数，利用文件读取类读取污染扩散模型计算的结果文件，通过动画模拟污染物扩散过程；和/或所述流场展示回调函数根据传递的文件名参数，利用文件读取类读取水质水量调度模型计算的结果文件，动态绘制引水路线，通过GUI图形界面动态、直观的展示湖泊大循环、中循环和小循环引水调水路线图。6.一种基于OSG的数字湖泊三维可视化仿真平台，其特征在于，将OsgOcean模块、OSG2CN103559739A权利要求书2/2页模块以及GUI图形界面采用持续集成和松