专利汇可以提供基于时序特征和粒子系统的WebGIS时空过程模拟方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且基于时序特征和粒子系统的WebGIS 时空 过程模拟方法,包括分别创建WebGIS场景和粒子系统场景并进行场景融合;其次基于时间序列分析时空过程的特征,对时空现象产生、发展和灭亡的过程进行抽象表达;之后根据运动规则更新粒子状态,并执行 渲染 完成时空过程 可视化 。本 发明 弥补了WebGIS对雨、 风 、 云 等自然现象表达的不足,扩展其时空信息动态展现能 力 ,支持反演和预测,从而为探索现象的时空变化规律提供 支撑 。,下面是基于时序特征和粒子系统的WebGIS时空过程模拟方法专利的具体信息内容。
1.一种基于时序特征和粒子系统的Web GIS时空过程模拟方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1,WebGIS场景创建:采用网络绘图标准WebGL进行WebGIS场景的创建,创建后的WebGIS场景包括三维数字地球、相机一和渲染器一;
步骤2,粒子系统场景创建:创建粒子系统场景,创建后的粒子系统场景包括粒子发射器、相机二和渲染器二;
步骤3,场景融合:将步骤1创建的WebGIS场景和步骤2创建的粒子系统场景进行融合,具体融合方法为:
a)同步坐标系统:将步骤1创建的WebGIS场景的坐标系统和步骤2创建的粒子系统场景的坐标系统进行统一,并同步到WGS84;
b)同步相机视野:坐标系统同步完成后,将WebGIS场景中相机一的视野与粒子系统场景中相机二的视野进行同步;
c)同步视点变换矩阵:将视野同步后的相机一和相机二的视点变换矩阵进行同步;
d)获取WebGIS中实体的位置关系:获取WebGIS中包含三维数字地球在内所有实体的位置信息,并将其中的地理坐标系转为世界坐标系;
e)粒子系统中映射实体:在粒子系统中创建与步骤3d中实体等大小的映射实体;
步骤4,时空过程抽象表达:场景融合完成后,进行自然现象的时空过程抽象表达,时空过程抽象表达的具体方法为:
a)定义裁剪空间:获取视点位置、视线方向和视角参数,并定义视锥体,从而定义裁剪空间;
b)定义生存属性:定义粒子系统中粒子的生存属性,包括粒子的产生时间、寿命和可视范围;
c)构造运动模型:构造粒子的运动模型,运动模型包括风场模型和重力模型;
步骤5,粒子状态更新:粒子状态更新具体包括以下步骤:
a)销毁粒子系统中生命周期结束的粒子;
b)更新WebGIS实体在粒子系统中的大小和坐标;
c)根据实体的位置关系判断粒子是否被遮挡,隐藏被遮挡的粒子;
d)依据步骤4c中定义的运动模型计算粒子的速度、加速度;
e)更新粒子世界坐标;
f)更新粒子的当前年龄;
g)根据步骤4a中定义的裁剪空间范围判断粒子是否在视野内,隐藏不在视野内的粒子;
步骤6,执行渲染:分别对WebGIS场景和粒子系统场景进行渲染。
2.根据权利要求1所述的基于时序特征和粒子系统的Web GIS时空过程模拟方法,其特征在于:所述步骤5g中,判断粒子完全落在视锥体外的公式为:
aivx+biyy+civz+di<-rv
对于i=1,2,3,4都成立;
式中(ai、bi、ci)为平面的法向量,di为平面到远点的距离,(vx、vy、vz)为粒子的坐标,rv为平面到摄像机射线的距离;
若粒子位于视锥体的远、近、上、下、左、右6个平面内,则粒子可见且生存,否则粒子不可见而消隐。
3.根据权利要求1所述的基于时序特征和粒子系统的Web GIS时空过程模拟方法,其特征在于:所述步骤4a中,视锥体的四个侧面所在平面可表示为
aix+biy+ciz+di=0,i=1,2,3,4;
式中(ai、bi、ci)为平面的法向量,di为平面到远点的距离,(x、y、z)为平面上点的坐标。
4.根据权利要求1所述的基于时序特征和粒子系统的Web GIS时空过程模拟方法,其特征在于:所述步骤4b中,新产生粒子的数量N可以由下式给出:
N=[MN+Rand()*VN]*A/S
其中,MN为粒子数平均值,VN为其方差,A为显示区面积,S为粒子的大小,Rand()为一个-1.0到+1.0的随机数。
5.根据权利要求1所述的基于时序特征和粒子系统的Web GIS时空过程模拟方法,其特征在于:所述步骤3e中,WebGIS中的实体包括三维数字地球,加载的模型和几何图形。
6.根据权利要求1所述的基于时序特征和粒子系统的Web GIS时空过程模拟方法,其特征在于:所述步骤6中,WebGIS场景渲染包括更新地球显示状态、地球表面空间瓦片数据和矢量要素,并创建绘制和清除命令操作。
7.根据权利要求1所述的基于时序特征和粒子系统的Web GIS时空过程模拟方法,其特征在于:所述步骤6中,渲染粒子系统场景时,采用mipmap控制纹理细节层次,消除粒子靠近或原理视点时出现的失真或问题区域。
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