專利名稱：一種水污染三維動(dòng)態(tài)演進(jìn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水污染三維動(dòng)態(tài)演進(jìn)及仿真。具體涉及KML仿真數(shù)據(jù)文件的生成以及 在地圖上繪制污染物曲線的方法。
背景技術(shù)：
水污染動(dòng)態(tài)模擬主要分為模型，算法和模擬結(jié)果可視化三個(gè)部分。水污染擴(kuò)散過 程可視化是將建模輸出文件中的數(shù)據(jù)使用Arc GIS Engine繪制成地圖元素，并不斷刷新來 達(dá)到動(dòng)態(tài)模擬污染物演進(jìn)的過程。由于需要不斷的讀取數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化成地圖元素，刷新顯示， 因此傳統(tǒng)的水污染擴(kuò)散可視化都是在本地GIS地圖上動(dòng)態(tài)模擬污染物擴(kuò)散過程。Ajax技術(shù) 的推出和互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展使得水污染動(dòng)態(tài)模擬不再局限在本地GIS上，借助Google地圖 動(dòng)態(tài)模擬服務(wù)器建模輸出的數(shù)據(jù)，能將水污染信息發(fā)布到網(wǎng)上，方便用戶使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種水污染三維動(dòng)態(tài)演進(jìn)方法，主要解決三維模擬仿真如何生成KML， 以及一種基于KML與GoogleEarth的三維模擬演進(jìn)方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的將江河水污染信息生成KML，根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果與相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)繪制仿真多邊 形，進(jìn)而在GoogleEarth上顯示出來，其步驟為1)設(shè)置模擬開始時(shí)間Tl和模擬結(jié)束時(shí)間T2 ；2)讓當(dāng)前計(jì)算時(shí)間Time = Tl ；3)讀取污染物數(shù)據(jù)庫中在Time時(shí)刻上所有污染濃度大于控制閾值CO的計(jì)算點(diǎn)的 經(jīng)緯度數(shù)據(jù)和污染濃度數(shù)據(jù)C ；4)根據(jù)污染濃度數(shù)據(jù)C確定污染團(tuán)顏色代碼生成顏色屬性標(biāo)簽〈color〉；5)根據(jù)時(shí)間Time值轉(zhuǎn)換成KML時(shí)間格式并生成時(shí)間標(biāo)簽<TimeStamp> ；6)根據(jù)多邊形繪制算法，將步驟3)讀取的所有計(jì)算點(diǎn)兩兩之間擴(kuò)展出污染團(tuán)多 邊形的經(jīng)緯度值，生成污染團(tuán)多邊形標(biāo)簽〈Polygon〉；7)改變模擬開始時(shí)間，讓Tl = Tl+t ；其中t為時(shí)間控制增量；8)如果模擬開始時(shí)間Tl大于模擬結(jié)束時(shí)間T2，則轉(zhuǎn)到步驟9)，否則轉(zhuǎn)到步驟2)；9)將以上步驟所生成的所有污染團(tuán)KML片段合并，輸出最終的KML文件；10)將步驟9)生成的文件用Google Earth發(fā)布。本發(fā)明使用開放數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的Google地圖以及其繪圖API模擬污染物演進(jìn)曲線。 網(wǎng)頁時(shí)間控制函數(shù)操縱后臺(tái)讀取該時(shí)刻污染物信息，包括污染物濃度，沿河監(jiān)測點(diǎn)經(jīng)緯度 等信息。腳本程序篩選該時(shí)刻污染物濃度并將其經(jīng)緯度信息記錄在數(shù)組傳給Google繪圖 API，調(diào)用繪圖函數(shù)在Google地圖上繪制該時(shí)刻污染物曲線，同時(shí)將前鋒濃度傳遞給繪圖 API，控制曲線顏色反應(yīng)污染物演進(jìn)前鋒濃度。水污染三維動(dòng)態(tài)演進(jìn)的目的在于給用戶一個(gè)直觀，清晰的顯示效果以為應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急決策工作提供最大程度的支持，應(yīng)用本結(jié)構(gòu)將可達(dá)到較高的三維真實(shí)體驗(yàn)感和時(shí) 效性，并且實(shí)現(xiàn)難度小，對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率要求較低。


圖1為基于KML與GoogleEarth的三維模擬演進(jìn)結(jié)構(gòu)圖；下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式基于KML與GoogleEarth的三維模擬KML文件的特點(diǎn)是能夠描述與存儲(chǔ)具有時(shí)空屬性的地理信息，可以將突發(fā)事故變 化過程用明顯的點(diǎn)、線、面形狀加顏色變化來描述，并可以在GoogleEarth上進(jìn)行演示。憑 借KML的這一特征，可以將突發(fā)事件用多邊形標(biāo)記來描述隨時(shí)間的變化過程，同時(shí)用多邊 形來表示突發(fā)事件影響區(qū)域隨時(shí)間的變化過程，并在GoogleEarth中進(jìn)行播放，從而實(shí)現(xiàn) 模擬仿真。系統(tǒng)采用服務(wù)器端腳本語言讀取仿真模型計(jì)算的結(jié)果和相關(guān)空間數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài) 的生成KML文件，加載到瀏覽器GoogleEarth插件中進(jìn)行顯示或者提供文件下載服務(wù)，供用 戶進(jìn)行本地仿真。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。這部分的重點(diǎn)在于KML仿真數(shù)據(jù)文件的生成，其中的難點(diǎn)在于如何根據(jù)仿真計(jì)算 結(jié)果與相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)繪制仿真多邊形。例如本發(fā)明設(shè)計(jì)的基于WebGIS的江河水污染應(yīng) 急信息系統(tǒng)中水污染擴(kuò)散變化的三維模擬，根據(jù)河道中心點(diǎn)與沿程計(jì)算點(diǎn)進(jìn)行匹配，并根 據(jù)兩個(gè)計(jì)算點(diǎn)為軸擴(kuò)展多邊形，多邊形的尺寸依據(jù)實(shí)際河道的寬度來確定。具體擴(kuò)展形狀 為長方形、梯形或者橢圓，依據(jù)觀察者視角與距離來確定。下面為本文生成水污染擴(kuò)散變化 三維模擬KML文件的過程1)設(shè)置模擬開始時(shí)間Tl和模擬結(jié)束時(shí)間T2 ；2)讓當(dāng)前計(jì)算時(shí)間Time = Tl ；3)讀取污染物數(shù)據(jù)庫中在Time時(shí)刻上所有污染濃度大于控制閾值CO的計(jì)算點(diǎn)的 經(jīng)緯度數(shù)據(jù)和污染濃度數(shù)據(jù)C ；4)根據(jù)污染物濃度C確定污染團(tuán)顏色代碼生成顏色屬性標(biāo)簽〈color〉；5)根據(jù)時(shí)間Time值轉(zhuǎn)換成KML時(shí)間格式并生成時(shí)間標(biāo)簽<TimeStamp> ；6)根據(jù)多邊形繪制算法，將步驟3)讀取的所有計(jì)算點(diǎn)兩兩之間擴(kuò)展出污染團(tuán)多 邊形的經(jīng)緯度值，生成污染團(tuán)多邊形標(biāo)簽〈Polygon〉；7)改變邊界時(shí)間，讓Tl = Tl+t ；其中t為時(shí)間控制增量；8)如果模擬開始時(shí)間Tl >模擬結(jié)束時(shí)間T2，則轉(zhuǎn)到步驟9)，否則轉(zhuǎn)到步驟2)；9)將所有污染團(tuán)KML片段整合輸出最終的KML文件；10)將步驟9)生成的文件用Google Earth發(fā)布。本方案可以用來進(jìn)行各類能夠用時(shí)間和形狀所刻畫的事件的動(dòng)態(tài)變化過程。
權(quán)利要求
一種水污染三維動(dòng)態(tài)演進(jìn)方法，其特征在于，將江河水污染信息生成KML，根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果與相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)繪制仿真多邊形，進(jìn)而在GoogleEarth上顯示出來，其步驟為1)設(shè)置模擬開始時(shí)間T1和模擬結(jié)束時(shí)間T2；2)讓當(dāng)前計(jì)算時(shí)間Time＝T1；3)讀取污染物數(shù)據(jù)庫中在Time時(shí)刻上所有污染濃度大于控制閾值C0的計(jì)算點(diǎn)的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)和污染濃度數(shù)據(jù)C；4)根據(jù)污染濃度數(shù)據(jù)C確定污染團(tuán)顏色代碼生成顏色屬性標(biāo)簽<color>；5)根據(jù)時(shí)間Time值轉(zhuǎn)換成KML時(shí)間格式并生成時(shí)間標(biāo)簽<TimeStamp>；6)根據(jù)多邊形繪制算法，將步驟3)讀取的所有計(jì)算點(diǎn)兩兩之間擴(kuò)展出污染團(tuán)多邊形的經(jīng)緯度值，生成污染團(tuán)多邊形標(biāo)簽<Polygon>；7)改變模擬開始時(shí)間，讓T1＝T1+t；其中t為時(shí)間控制增量；8)如果模擬開始時(shí)間T1大于模擬結(jié)束時(shí)間T2，則轉(zhuǎn)到步驟9)，否則轉(zhuǎn)到步驟2)；9)將以上步驟所生成的所有污染團(tuán)KML片段合并，輸出最終的KML文件；10)將步驟9)生成的文件用Google Earth發(fā)布。
全文摘要
本發(fā)明是公開一種水污染三維動(dòng)態(tài)演進(jìn)方法。主要解決三維模擬仿真如何生成KML，以及一種基于KML與GoogleEarth的三維模擬演進(jìn)方法。系統(tǒng)采用服務(wù)器端腳本語言讀取仿真模型計(jì)算的結(jié)果和相關(guān)空間數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的生成KML文件，加載到瀏覽器GoogleEarth插件中進(jìn)行顯示或者提供文件下載服務(wù)，供用戶進(jìn)行本地仿真。應(yīng)用本方案模擬黃河中下游水污染擴(kuò)散過程，污染物隨時(shí)間演進(jìn)過程清晰，平臺(tái)操作界面簡單，直觀，可達(dá)到較高的三維真實(shí)體驗(yàn)感和時(shí)效性，并且實(shí)現(xiàn)難度小，對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率要求較低。以為應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急決策工作提供最大程度的支持。
文檔編號(hào)G06T13/60GK101950298SQ20101028655
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月19日
發(fā)明者于嬋嬋, 李波 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)