本發(fā)明涉及通用航空/直升機(jī)運(yùn)營(yíng)支持領(lǐng)域，尤其涉及一種直升機(jī)地震救援仿真場(chǎng)景模塊化構(gòu)建方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：地震是一種破壞性極大的突發(fā)性自然災(zāi)害，地震發(fā)生后，高效快速的應(yīng)對(duì)對(duì)于減少地震危害有非常重要的意義。而要實(shí)現(xiàn)高效快速的地震救援，需要對(duì)救援人員進(jìn)行不斷的訓(xùn)練。由于真實(shí)的地震場(chǎng)景難以復(fù)現(xiàn)，而且將救援人員置身于真實(shí)訓(xùn)練環(huán)境的危險(xiǎn)性極高，所以，一般采用虛擬仿真訓(xùn)練。虛擬仿真訓(xùn)練不僅安全性高而且成本較低，因此在訓(xùn)練培訓(xùn)領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前，比較成熟的虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)包括：美國(guó)的先進(jìn)災(zāi)難處理仿真(ADMS)訓(xùn)練系統(tǒng)，和荷蘭的3D虛擬環(huán)境事件指揮訓(xùn)練(RescueSim)仿真平臺(tái)。但是這些仿真訓(xùn)練平臺(tái)均是針對(duì)地面救援設(shè)計(jì)的，無(wú)法適應(yīng)直升機(jī)救援的特點(diǎn)，因此，對(duì)于直升機(jī)地震搜救仿真訓(xùn)練，上述訓(xùn)練系統(tǒng)無(wú)法滿足要求。所以如何科學(xué)高效的構(gòu)建直升機(jī)地震搜救的虛擬仿真訓(xùn)練場(chǎng)景對(duì)于該訓(xùn)練有重要意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種直升機(jī)地震救援仿真場(chǎng)景模塊化構(gòu)建方法和系統(tǒng)，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種直升機(jī)地震救援仿真場(chǎng)景模塊化構(gòu)建方法，包括如下步驟：S1，確定地震仿真場(chǎng)景的基本信息，包括：發(fā)生地區(qū)，發(fā)生范圍，震中位置，震級(jí)和救援地點(diǎn)；S2，構(gòu)建地震發(fā)生地區(qū)的真實(shí)地形；S3，在構(gòu)建的真實(shí)地形中，獲取地震發(fā)生地區(qū)的衰減烈度分布情況；S4，根據(jù)地震仿真場(chǎng)景的基本信息，將地震發(fā)生地區(qū)劃分為四個(gè)細(xì)節(jié)度區(qū)域，其中，第Ⅰ細(xì)節(jié)度區(qū)域?yàn)橹鄙龣C(jī)懸停救人區(qū)域，為圓形，其他細(xì)節(jié)度區(qū)域?yàn)橐缘冖窦?xì)節(jié)度區(qū)域的圓心為圓心的環(huán)形，第Ⅲ細(xì)節(jié)度區(qū)域?yàn)橹鄙龣C(jī)搜索區(qū)域，第Ⅳ細(xì)節(jié)度區(qū)域?yàn)橹鄙龣C(jī)飛過(guò)的城鎮(zhèn)區(qū)域；S5，根據(jù)不同地區(qū)的建筑物特點(diǎn)和建筑物地震破壞等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，按照不同細(xì)節(jié)度的可視化特征構(gòu)建不同精細(xì)度的建筑模型；S6，將地震衰減烈度與細(xì)節(jié)度分層進(jìn)行疊加，得到烈度-細(xì)節(jié)度劃分區(qū)，S7，按照不同烈度區(qū)的房屋破壞等級(jí)及比例進(jìn)行建筑物空間分布布置根據(jù)地域特點(diǎn)，添加次生災(zāi)害效果，完成直升機(jī)地震救援仿真場(chǎng)景的構(gòu)建。優(yōu)選地，S2包括如下步驟：S201，下載地震發(fā)生地區(qū)的衛(wèi)星貼圖并獲取真實(shí)地形的DEM信息；S202，對(duì)已獲取的DEM信息進(jìn)行處理，在三維仿真環(huán)境下進(jìn)行面片重構(gòu)，生成具有真實(shí)高度信息的地形；S203，將所述衛(wèi)星貼圖與處理過(guò)的地形信息疊加，得到地震發(fā)生地區(qū)的真實(shí)地形。優(yōu)選地，S203之后還包括步驟，將得到的真實(shí)地形根據(jù)地形大小進(jìn)行均勻分割，以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)加載，提高加載速度。優(yōu)選地，S3包括如下步驟：S301，獲取地震發(fā)生頻率較高的地區(qū)，S302，針對(duì)S301中得到的每個(gè)地區(qū)，根據(jù)震級(jí)以及烈度數(shù)據(jù)，通過(guò)如下衰減公式得出長(zhǎng)軸和短軸長(zhǎng)度，得到每個(gè)地區(qū)的烈度分布：I＝a+bM+c1lg(R1+R0a)+c2lg(R2+R0b)，其中，I為地震烈度；M為震級(jí)，R0a和R0b分別為長(zhǎng)軸和短軸兩方向烈度衰減的近場(chǎng)飽和因子，R1和R2分別為烈度為I的橢圓等震線的半長(zhǎng)軸和半短軸長(zhǎng)度；a、b、c1和c2均為回歸系數(shù)，不同地區(qū)的回歸系數(shù)不同；S303，根據(jù)每個(gè)地區(qū)的烈度分布，得到整個(gè)震區(qū)的烈度分布。優(yōu)選地，S4中，所述第Ⅰ細(xì)節(jié)度區(qū)域的半徑，根據(jù)直升機(jī)懸停救援的高度以及普通人的視力范圍獲取，所述第Ⅰ細(xì)節(jié)度區(qū)域的半徑為10米，所述第Ⅱ細(xì)節(jié)度區(qū)域的環(huán)形范圍半徑為10-30米。優(yōu)選地，S5具體為：第Ⅰ細(xì)節(jié)度區(qū)域內(nèi)的建筑物模型的精細(xì)度要求：可以清晰地看到建筑的門(mén)窗細(xì)節(jié)，空調(diào)外機(jī)以及墻皮的紋理細(xì)節(jié)，但對(duì)于內(nèi)部沒(méi)有要求，模型面數(shù)大約為1000面即可滿足要求；第Ⅱ細(xì)節(jié)度區(qū)域內(nèi)的建筑物模型的精細(xì)度要求：能夠分辨建筑的幾何外形，并能夠看到建筑的部分細(xì)節(jié)及紋理；第Ⅲ細(xì)節(jié)度區(qū)域內(nèi)建筑物模型的精細(xì)度要求：無(wú)需景區(qū)的幾何外形，可以用幾何體加中等細(xì)節(jié)紋理的貼圖；第Ⅳ細(xì)節(jié)度區(qū)域內(nèi)建筑物模型精細(xì)度要求：可以直接用貼圖代替。一種直升機(jī)地震救援仿真場(chǎng)景模塊化構(gòu)建系統(tǒng)，包括：場(chǎng)景想定模塊，用于確定地震仿真場(chǎng)景的基本信息，包括：發(fā)生地區(qū)，發(fā)生范圍，震中位置，震級(jí)和救援地點(diǎn)；地形構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建地震發(fā)生地區(qū)的真實(shí)地形；地震烈度模塊，用于在構(gòu)建的真實(shí)地形中，獲取地震發(fā)生地區(qū)的衰減烈度分布情況；細(xì)節(jié)度區(qū)域劃分模塊，用于根據(jù)地震仿真場(chǎng)景的基本信息，將地震發(fā)生地區(qū)劃分為四個(gè)細(xì)節(jié)度區(qū)域，其中，第Ⅰ細(xì)節(jié)度區(qū)域?yàn)橹鄙龣C(jī)懸停救人區(qū)域，為圓形，其他細(xì)節(jié)度區(qū)域?yàn)橐缘冖窦?xì)節(jié)度區(qū)域的圓心為圓心的環(huán)形，第Ⅲ細(xì)節(jié)度區(qū)域?yàn)橹鄙龣C(jī)搜索區(qū)域，第Ⅳ細(xì)節(jié)度區(qū)域?yàn)橹鄙龣C(jī)飛過(guò)的城鎮(zhèn)區(qū)域；建筑物模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)不同地區(qū)的建筑物特點(diǎn)和建筑物地震破壞等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，按照不同細(xì)節(jié)度的可視化特征構(gòu)建不同精細(xì)度的建筑模型；其他次生災(zāi)害模塊，用于根據(jù)地域特點(diǎn)，添加次生災(zāi)害效果；場(chǎng)景整合模塊，用于將地震衰減烈度與細(xì)節(jié)度分層進(jìn)行疊加，得到烈度-細(xì)節(jié)度劃分區(qū)，還用于按照不同烈度區(qū)的房屋破壞等級(jí)及比例進(jìn)行建筑物空間分布布置。優(yōu)選地，所述地形構(gòu)建模塊，采用如下方法構(gòu)建地震發(fā)生地區(qū)的真實(shí)地形：A1，下載地震發(fā)生地區(qū)的衛(wèi)星貼圖并獲取真實(shí)地形的DEM信息；A2，對(duì)已獲取的DEM信息進(jìn)行處理，在三維仿真環(huán)境下進(jìn)行面片重構(gòu)，生成具有真實(shí)高度信息的地形；A3，將所述衛(wèi)星貼圖與處理過(guò)的地形信息疊加，得到地震發(fā)生地區(qū)的真實(shí)地形。優(yōu)選地，所述地震烈度模塊，采用如下方法在構(gòu)建的真實(shí)地形中，獲取地震發(fā)生地區(qū)的衰減烈度分布情況：B1，獲取地震發(fā)生頻率較高的地區(qū)，B2，針對(duì)S301中得到的每個(gè)地區(qū)，根據(jù)如下衰減公式得出長(zhǎng)軸和短軸長(zhǎng)度，得到每個(gè)地區(qū)的烈度分布：I＝a+bM+c1lg(R1+R0a)+c2lg(R2+R0b)，其中，I為地震烈度；M為震級(jí)，R0a和R0b分別為長(zhǎng)軸和短軸兩方向烈度衰減的近場(chǎng)飽和因子，R1和R2分別為烈度為I的橢圓等震線的半長(zhǎng)軸和半短軸長(zhǎng)度；a、b、c1和c2均為回歸系數(shù)，不同地區(qū)的回歸系數(shù)不同；B3，根據(jù)每個(gè)地區(qū)的烈度分布，得到整個(gè)震區(qū)的烈度分布。優(yōu)選地，所述第Ⅰ細(xì)節(jié)度區(qū)域的半徑，根據(jù)直升機(jī)懸停救援的高度以及普通人的視力范圍獲取，所述第Ⅰ細(xì)節(jié)度區(qū)域的半徑為10米，所述第Ⅱ細(xì)節(jié)度區(qū)域的環(huán)形范圍半徑為10-30米。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明實(shí)施例提供的一種直升機(jī)地震救援仿真場(chǎng)景模塊化構(gòu)建方法和系統(tǒng)，通過(guò)結(jié)合地震的特點(diǎn)，包括烈度衰減，房屋易損性等，將構(gòu)建系統(tǒng)劃分為7大模塊，從而使得建模人員不需要專業(yè)的地震知識(shí)就可以科學(xué)合理的構(gòu)建地震搜救仿真場(chǎng)景。按照劃分好的7大模塊進(jìn)行構(gòu)建，然后將各個(gè)模塊按照步驟和規(guī)則進(jìn)行整合就可以快速得到高還原度的地震仿真場(chǎng)景。而且該系統(tǒng)和方法是針對(duì)直升機(jī)地震救援訓(xùn)練的仿真場(chǎng)景，對(duì)于模型進(jìn)行了合理的分層和簡(jiǎn)化，在保證訓(xùn)練效果的基礎(chǔ)上大大節(jié)省了建模的時(shí)間和成本。附圖說(shuō)明圖1是直升機(jī)地震救援仿真場(chǎng)景模塊化構(gòu)建方法流程示意圖；圖2是崇禮縣某山區(qū)的衛(wèi)星圖；圖3是具有高度信息的真實(shí)三維地形圖；圖4是真實(shí)三維地形均勻分割圖；圖5是地震烈度分布圖；圖6是LOD區(qū)域劃分原理示意圖；圖7a-7d是不同破壞等級(jí)與不同精細(xì)度的建筑模型示例圖；圖8是烈度-LOD區(qū)域劃分圖；圖9是整體效果圖。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。直升機(jī)由于起降方便，不受地面交通堵塞的限制而且速度快，所以在地震救援中有著其他救援方式無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，因此直升機(jī)在地震搜救任務(wù)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。所以，進(jìn)行直升機(jī)地震搜救仿真訓(xùn)練，將有助于真實(shí)地震環(huán)境下使用直升機(jī)進(jìn)行地震搜救任務(wù)。而進(jìn)行直升機(jī)地震搜救仿真訓(xùn)練的基礎(chǔ)是虛擬仿真場(chǎng)景的構(gòu)建?，F(xiàn)有的關(guān)于地震場(chǎng)景的虛擬仿真場(chǎng)景大都都是針對(duì)游戲，注重的是游戲的畫(huà)面感以及玩家的體驗(yàn)感，而忽略了專業(yè)的地震知識(shí)以及地震場(chǎng)景的真實(shí)性和科學(xué)性。訓(xùn)練程序與游戲不同，要讓受訓(xùn)人員盡可能真實(shí)的產(chǎn)生身臨其境的感受，這就要求仿真場(chǎng)景要符合真實(shí)地震的特點(diǎn)，即場(chǎng)景的科學(xué)性。但是要將真實(shí)地震的每一個(gè)特點(diǎn)都盡可能真實(shí)而詳盡的模擬出來(lái)也是不現(xiàn)實(shí)的，這會(huì)極大地增加訓(xùn)練程序的開(kāi)發(fā)成本。所以要針對(duì)直升機(jī)地震搜救任務(wù)的特點(diǎn)，在不影響訓(xùn)練效果的基礎(chǔ)上，對(duì)場(chǎng)景構(gòu)建過(guò)程進(jìn)行合理簡(jiǎn)化。本發(fā)明為直升機(jī)地震搜救仿真場(chǎng)景的構(gòu)建提供一種科學(xué)而快速的方法。實(shí)施例一如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種直升機(jī)地震救援仿真場(chǎng)景模塊化構(gòu)建方法，包括如下步驟：S1，確定地震仿真場(chǎng)景的基本信息，包括：發(fā)生地區(qū)，發(fā)生范圍，震中位置，震級(jí)和救援地點(diǎn)；S2，構(gòu)建地震發(fā)生地區(qū)的真實(shí)地形；S3，在構(gòu)建的真實(shí)地形中，獲取地震發(fā)生地區(qū)的衰減烈度分布情況；S4，根據(jù)地震仿真場(chǎng)景的基本信息，將地震發(fā)生地區(qū)劃分為四個(gè)細(xì)節(jié)度區(qū)域，其中，第Ⅰ細(xì)節(jié)度區(qū)域?yàn)橹鄙龣C(jī)懸停救人區(qū)域，為圓形，其他細(xì)節(jié)度區(qū)域?yàn)橐缘冖窦?xì)節(jié)度區(qū)域的圓心為圓心的環(huán)形，第Ⅲ細(xì)節(jié)度區(qū)域?yàn)橹鄙龣C(jī)搜索區(qū)域，第Ⅳ細(xì)節(jié)度區(qū)域?yàn)橹鄙龣C(jī)飛過(guò)的城鎮(zhèn)區(qū)域；S5，根據(jù)不同地區(qū)的建筑物特點(diǎn)和建筑物地震破壞等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，按照不同細(xì)節(jié)度的可視化特征構(gòu)建不同精細(xì)度的建筑模型；S6，將地震衰減烈度與細(xì)節(jié)度分層進(jìn)行疊加，得到烈度-細(xì)節(jié)度劃分區(qū)，S7，按照不同烈度區(qū)的房屋破壞等級(jí)及比例進(jìn)行建筑物空間分布布置根據(jù)地域特點(diǎn)，添加次生災(zāi)害效果，完成直升機(jī)地震救援仿真場(chǎng)景的構(gòu)建。用于虛擬仿真訓(xùn)練的仿真場(chǎng)景不同于一般的游戲場(chǎng)景追求的是刺激和體驗(yàn)感，用于訓(xùn)練的仿真場(chǎng)景要使得受訓(xùn)人員有身臨其境的感覺(jué)才能達(dá)到貼近真實(shí)的訓(xùn)練效果，在實(shí)際執(zhí)行任務(wù)的時(shí)候才能應(yīng)對(duì)自如，這就需要仿真場(chǎng)景要符合真實(shí)地震的特點(diǎn)，盡可能真實(shí)的模擬地震災(zāi)區(qū)的特點(diǎn)。要使得場(chǎng)景模擬的真實(shí)，就要先了解地震的特點(diǎn)，包括烈度衰減，房屋易損性等，這對(duì)于建模人員來(lái)說(shuō)并非易事，因?yàn)楹苌儆薪Ｈ藛T擁有地震方面的專業(yè)知識(shí)，這就給地震搜救場(chǎng)景的構(gòu)建帶來(lái)了很大的困難。本發(fā)明實(shí)施例提供的直升機(jī)地震救援仿真場(chǎng)景模塊化構(gòu)建方法，結(jié)合了專業(yè)的地震知識(shí)，所以，按照該地震仿真場(chǎng)景的構(gòu)建方法步驟，建模人員不需要專業(yè)的地震知識(shí)就可以科學(xué)合理的構(gòu)建地震搜救仿真場(chǎng)景。按照劃分好的7大模塊進(jìn)行構(gòu)建，然后將各個(gè)模塊按照步驟和規(guī)則進(jìn)行整合就可以快速得到高還原度的地震仿真場(chǎng)景。而且該方法針對(duì)直升機(jī)地震救援訓(xùn)練的仿真場(chǎng)景，對(duì)于模型進(jìn)行了合理的分層和簡(jiǎn)化，在保證訓(xùn)練效果的基礎(chǔ)上大大節(jié)省了建模的時(shí)間和成本。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，S2可以包括如下步驟：S201，下載地震發(fā)生地區(qū)的衛(wèi)星貼圖并獲取真實(shí)地形的DEM信息；S202，對(duì)已獲取的DEM信息進(jìn)行處理，在三維仿真環(huán)境下進(jìn)行面片重構(gòu)，生成具有真實(shí)高度信息的地形；S203，將所述衛(wèi)星貼圖與處理過(guò)的地形信息疊加，得到地震發(fā)生地區(qū)的真實(shí)地形。要保證仿真場(chǎng)景的真實(shí)性，以及訓(xùn)練的針對(duì)性，首先要確保地震發(fā)生區(qū)的地形數(shù)據(jù)是真實(shí)有效的。采用上述方法，可以使得構(gòu)建的仿真場(chǎng)景具有真實(shí)有效的地形，從而使受訓(xùn)人員具有沉浸式的體驗(yàn)。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，S203之后還可以包括步驟，將得到的真實(shí)地形根據(jù)地形大小進(jìn)行均勻分割，以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)加載，提高加載速度。本實(shí)施例中，S3可以包括如下步驟：S301，獲取地震發(fā)生頻率較高的地區(qū)，S302，針對(duì)S301中得到的每個(gè)地區(qū)，根據(jù)震級(jí)以及烈度數(shù)據(jù)，通過(guò)如下衰減公式得出長(zhǎng)軸和短軸長(zhǎng)度，得到每個(gè)地區(qū)的烈度分布：I＝a+bM+c1lg(R1+R0a)+c2lg(R2+R0b)，其中，I為地震烈度；M為震級(jí)，R0a和R0b分別為長(zhǎng)軸和短軸兩方向烈度衰減的近場(chǎng)飽和因子，R1和R2分別為烈度為I的橢圓等震線的半長(zhǎng)軸和半短軸長(zhǎng)度；a、b、c1和c2均為回歸系數(shù)，不同地區(qū)的回歸系數(shù)不同；S303，根據(jù)每個(gè)地區(qū)的烈度分布，得到整個(gè)震區(qū)的烈度分布。地震烈度(seismicintensity)表示地震對(duì)地表及工程建筑物影響的強(qiáng)弱程度一般來(lái)說(shuō)以震中為中心以橢圓形式向外衰減。不同地區(qū)的地震烈度衰減方式是不同的。上述方法中，將烈度衰減按照地區(qū)進(jìn)行劃分，可以更加精確地模擬地震烈度的衰減情況。上述方法的具體實(shí)施例如下：根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)，我國(guó)地震發(fā)生頻率較高的地區(qū)位于西北、西南、華中和華南地區(qū)。則，將該四個(gè)地區(qū)的衰減模型分別列出：I＝a+bM+c1lg(R1+R0a)+c2lg(R2+R0b)其中，I為地震烈度；M為震級(jí)，R0a和R0b分別為長(zhǎng)軸和短軸兩方向烈度衰減的近場(chǎng)飽和因子，R1和R2分別為烈度為I的橢圓等震線的半長(zhǎng)軸和半短軸長(zhǎng)度；a、b、c1和c2均為回歸系數(shù)，c1為長(zhǎng)軸對(duì)應(yīng)的回歸系數(shù)，c2為短軸對(duì)應(yīng)的回歸系數(shù)，不同地區(qū)的回歸系數(shù)不同，上述四個(gè)地區(qū)的回歸系數(shù)如下表所示：則，根據(jù)上述不同地區(qū)的回歸系數(shù)，以及衰減公式得出不同烈度區(qū)域的長(zhǎng)軸和短軸長(zhǎng)度，從而得到整個(gè)震區(qū)的烈度分布。在本發(fā)明實(shí)施例中，S4中，所述第Ⅰ細(xì)節(jié)度區(qū)域的半徑，根據(jù)直升機(jī)懸停救援的高度以及普通人的視力范圍獲取，所述第Ⅰ細(xì)節(jié)度區(qū)域的半徑為10米，所述第Ⅱ細(xì)節(jié)度區(qū)域的環(huán)形范圍半徑為10-30米。由于直升機(jī)作業(yè)不同于地面救援隊(duì)救援，從機(jī)組人員的視角俯視地面時(shí)，要比地面施救人員的視角對(duì)于模型的精細(xì)度要求要低很多。而且，直升機(jī)直接作業(yè)區(qū)域，搜索區(qū)域以及外圍區(qū)域的精細(xì)度也是不同的。所以，上述方法中，通過(guò)對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化后，首先確定直升機(jī)救援作業(yè)位置，再根據(jù)搜索和救援的實(shí)際情況對(duì)地震發(fā)生區(qū)域進(jìn)行精細(xì)劃分，劃定不同細(xì)節(jié)度區(qū)域(LOD區(qū)域)，中心LOD區(qū)域?yàn)閳A形，其他LOD區(qū)域?yàn)閿U(kuò)展的環(huán)形區(qū)域，從而，既可以使得構(gòu)建的地震虛擬仿真場(chǎng)景逼真程度高，提高訓(xùn)練效果，又解決了需要救援的地震災(zāi)區(qū)一般處于人口聚集的區(qū)域，各種建筑設(shè)施錯(cuò)綜復(fù)雜，要將這些都詳盡的模擬出來(lái)是一個(gè)浩大的工程，會(huì)耗費(fèi)大量的人力物力，大大增加了開(kāi)發(fā)成本，不滿足實(shí)際操作的問(wèn)題。上述方法的實(shí)際實(shí)施過(guò)程可以為：劃定LOD1區(qū)域，圓形區(qū)域的半徑為R1，根據(jù)直升機(jī)懸停救援的高度以及普通人的視力范圍得到LOD1范圍的半徑。若直升機(jī)懸停的高度為10米左右，人目視能看到的高清晰度范圍約為15米，則該范圍的半徑約為10米。劃定LOD2區(qū)域，圓形區(qū)域的半徑為R2，人的視力范圍再向遠(yuǎn)方延伸一定的距離，清晰度有所下降，LOD2的環(huán)形范圍半徑在10～30米范圍。劃定LOD3區(qū)域，圓形區(qū)域的半徑為R3，搜索區(qū)域內(nèi)，排除LOD1和LOD2的區(qū)域，剩余區(qū)域?qū)儆贚OD3范圍。劃定LOD4區(qū)域。直升機(jī)從高空飛過(guò)的(不包括搜索和懸停救人區(qū)域)城鎮(zhèn)區(qū)域。本發(fā)明實(shí)施例中，S5具體可以為：第Ⅰ細(xì)節(jié)度區(qū)域內(nèi)的建筑物模型的精細(xì)度要求：可以清晰地看到建筑的門(mén)窗細(xì)節(jié)，空調(diào)外機(jī)以及墻皮的紋理細(xì)節(jié)，但對(duì)于內(nèi)部沒(méi)有要求，模型面數(shù)大約為1000面即可滿足要求；第Ⅱ細(xì)節(jié)度區(qū)域內(nèi)的建筑物模型的精細(xì)度要求：能夠分辨建筑的幾何外形，并能夠看到建筑的部分細(xì)節(jié)及紋理；第Ⅲ細(xì)節(jié)度區(qū)域內(nèi)建筑物模型的精細(xì)度要求：無(wú)需景區(qū)的幾何外形，可以用幾何體加中等細(xì)節(jié)紋理的貼圖；第Ⅳ細(xì)節(jié)度區(qū)域內(nèi)建筑物模型精細(xì)度要求：可以直接用貼圖代替。在進(jìn)行建筑物模型構(gòu)建的實(shí)際過(guò)程中，首先確定房屋建筑類型。對(duì)于城市而言，高樓大廈占據(jù)城市建筑的絕大部分，而樓房的材質(zhì)基本上是鋼筋混凝土材料，而且從設(shè)計(jì)上而言地域差異性不大，因此可以不加區(qū)分；而對(duì)于小城鎮(zhèn)而言，房屋建筑有明顯的地域特色，比如南方的房屋相對(duì)于北方而言高度較大，屋頂坡度較大。因此為了保證地震場(chǎng)景的真實(shí)性，要根據(jù)不同震區(qū)的房屋特點(diǎn)來(lái)建模。然后進(jìn)行破壞等級(jí)劃分。依據(jù)不同的建模要求，不同類型房屋在不同破壞等級(jí)下的破壞特征參照《建筑地震破壞等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)》。最后，根據(jù)上述不同LOD下可視化特征構(gòu)建建筑物模型。我國(guó)國(guó)土面積廣袤，不同地區(qū)的房屋建筑從設(shè)計(jì)以及材質(zhì)上都有所不同，所以，上述方法中，根據(jù)不同地區(qū)的房屋特點(diǎn)進(jìn)行建模；同時(shí)，受地震破壞的房屋是有破壞等級(jí)的，一般分為五個(gè)等級(jí)：完好、輕微破壞、中等破壞、嚴(yán)重破壞以及倒塌，不同等級(jí)的破壞有不同的破壞特征，根據(jù)破壞特征將房屋模型進(jìn)行分類構(gòu)建；同時(shí)建模時(shí)考慮了建筑物的不同細(xì)節(jié)層次；因此，采用上述方法，可以最大程度的確保場(chǎng)景的真實(shí)性。本發(fā)明實(shí)施例中，S6具體為，將地震衰減烈度與細(xì)節(jié)度分層進(jìn)行疊加，得到烈度-細(xì)節(jié)度劃分區(qū)。S7具體為，根據(jù)真實(shí)的衛(wèi)星貼圖可以大致判斷區(qū)域的建筑類型，比如居民區(qū)，學(xué)校，廠房等，提高了空間分布的合理性。按照不同烈度區(qū)的房屋破壞等級(jí)及比例進(jìn)行房屋空間分布布置；首先，根據(jù)以往地震中建筑物破壞的經(jīng)驗(yàn)，得到以下震害矩陣：根據(jù)不同的地區(qū)，比例可以做相應(yīng)的調(diào)整。比如城區(qū)地震，建筑物多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，抗震能力較強(qiáng)，因此同一烈度下，基本完好的比例可以相應(yīng)提高而毀壞的比例可以降低，以此類推。然后，進(jìn)行建筑物空間分布。其中，住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院、廠房等建筑的空間分布要符合城鎮(zhèn)規(guī)劃的要求。根據(jù)地域特點(diǎn)，確定是否添加泥石流、滑坡等次生災(zāi)害效果。最后，進(jìn)行場(chǎng)景整體渲染。在以上構(gòu)建步驟的基礎(chǔ)上要加上光照、天氣等環(huán)境特征的渲染，使場(chǎng)景仿真度更高。實(shí)施例二本發(fā)明實(shí)施例提供了一種直升機(jī)地震救援仿真場(chǎng)景模塊化構(gòu)建系統(tǒng)，包括：場(chǎng)景想定模塊，用于確定地震仿真場(chǎng)景的基本信息，包括：發(fā)生地區(qū)，發(fā)生范圍，震中位置，震級(jí)和救援地點(diǎn)；地形構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建地震發(fā)生地區(qū)的真實(shí)地形；地震烈度模塊，用于在構(gòu)建的真實(shí)地形中，獲取地震發(fā)生地區(qū)的衰減烈度分布情況；細(xì)節(jié)度區(qū)域劃分模塊，用于根據(jù)地震仿真場(chǎng)景的基本信息，將地震發(fā)生地區(qū)劃分為四個(gè)細(xì)節(jié)度區(qū)域，其中，第Ⅰ細(xì)節(jié)度區(qū)域?yàn)橹鄙龣C(jī)懸停救人區(qū)域，為圓形，其他細(xì)節(jié)度區(qū)域?yàn)橐缘冖窦?xì)節(jié)度區(qū)域的圓心為圓心的環(huán)形，第Ⅲ細(xì)節(jié)度區(qū)域?yàn)橹鄙龣C(jī)搜索區(qū)域，第Ⅳ細(xì)節(jié)度區(qū)域?yàn)橹鄙龣C(jī)飛過(guò)的城鎮(zhèn)區(qū)域；建筑物模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)不同地區(qū)的建筑物特點(diǎn)和建筑物地震破壞等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，按照不同細(xì)節(jié)度的可視化特征構(gòu)建不同精細(xì)度的建筑模型；其他次生災(zāi)害模塊，用于根據(jù)地域特點(diǎn)，添加次生災(zāi)害效果；場(chǎng)景整合模塊，用于將地震衰減烈度與細(xì)節(jié)度分層進(jìn)行疊加，得到烈度-細(xì)節(jié)度劃分區(qū)，還用于按照不同烈度區(qū)的房屋破壞等級(jí)及比例進(jìn)行建筑物空間分布布置。利用上述系統(tǒng)構(gòu)建仿真場(chǎng)景的方法在實(shí)施例一中進(jìn)行了詳述，在此不再贅述。其中，所述地形構(gòu)建模塊，可以采用如下方法構(gòu)建地震發(fā)生地區(qū)的真實(shí)地形：A1，下載地震發(fā)生地區(qū)的衛(wèi)星貼圖并獲取真實(shí)地形的DEM信息；A2，對(duì)已獲取的DEM信息進(jìn)行處理，在三維仿真環(huán)境下進(jìn)行面片重構(gòu)，生成具有真實(shí)高度信息的地形；A3，將所述衛(wèi)星貼圖與處理過(guò)的地形信息疊加，得到地震發(fā)生地區(qū)的真實(shí)地形。所述地震烈度模塊，可以采用如下方法在構(gòu)建的真實(shí)地形中，獲取地震發(fā)生地區(qū)的衰減烈度分布情況：B1，獲取地震發(fā)生頻率較高的地區(qū)，B2，針對(duì)S301中得到的每個(gè)地區(qū)，根據(jù)如下衰減公式得出長(zhǎng)軸和短軸長(zhǎng)度，得到每個(gè)地區(qū)的烈度分布：I＝a+bM+c1lg(R1+R0a)+c2lg(R2+R0b)，其中，I為地震烈度；M為震級(jí)，R0a和R0b分別為長(zhǎng)軸和短軸兩方向烈度衰減的近場(chǎng)飽和因子，R1和R2分別為烈度為I的橢圓等震線的半長(zhǎng)軸和半短軸長(zhǎng)度；a、b、c1和c2均為回歸系數(shù)，不同地區(qū)的回歸系數(shù)不同；B3，根據(jù)每個(gè)地區(qū)的烈度分布，得到整個(gè)震區(qū)的烈度分布。在本發(fā)明實(shí)施例中，所述第Ⅰ細(xì)節(jié)度區(qū)域的半徑，根據(jù)直升機(jī)懸停救援的高度以及普通人的視力范圍獲取，所述第Ⅰ細(xì)節(jié)度區(qū)域的半徑為10米，所述第Ⅱ細(xì)節(jié)度區(qū)域的環(huán)形范圍半徑為10-30米。具體實(shí)施例本發(fā)明實(shí)施例提供了一種直升機(jī)地震救援仿真場(chǎng)景模塊化構(gòu)建方法，采用如下步驟進(jìn)行實(shí)施：步驟一：設(shè)定地震發(fā)生地點(diǎn)為崇禮縣某山區(qū)，地震等級(jí)為6級(jí)；步驟二：構(gòu)建崇禮縣某山區(qū)的真實(shí)地形，具體包括如下步驟：首先，下載崇禮縣某山區(qū)的衛(wèi)星圖和真實(shí)的DEM信息，其中，衛(wèi)星圖可參見(jiàn)圖2；然后，對(duì)已獲取的DEM信息進(jìn)行處理，得到真實(shí)高度信息；最后，將衛(wèi)星貼圖和處理過(guò)的地形高度信息相疊加得到崇禮地區(qū)的真實(shí)地形，可參見(jiàn)圖3所示。還可以將地形進(jìn)行均勻分割，如圖4所示。對(duì)地形進(jìn)行均勻分割，利于場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)加載。步驟三，獲取崇禮某山區(qū)的衰減烈度分布情況；首先，確定崇禮縣位于華北地區(qū)；然后，通過(guò)查表得到烈度衰減模型中的參數(shù)值，如下表所示：得到如下烈度衰減公式：長(zhǎng)軸：I＝6.6079+0.9543M-3.5688lg(R1+18)短軸：I＝4.9540+0.9543M-2.9566lg(R1+9)其中震級(jí)M＝6；然后，通過(guò)上述烈度衰減公式計(jì)算得到不同烈度下的長(zhǎng)軸和短軸長(zhǎng)度如下表所示：烈度Ra(單位：km)Rb(單位：km)713.28.6641.529.3595.574.4地震烈度分布如圖5所示，圖5中，圓點(diǎn)為震中位置，五角星為救援點(diǎn)。S4，劃定不同LOD區(qū)域，劃分原理如圖6所示，圖6中，黑色圓點(diǎn)表示搜索狀態(tài)的直升機(jī)，H為搜索高度；灰色圓點(diǎn)表示救援時(shí)懸停狀態(tài)的直升機(jī)，h為懸停高度；Di(i＝1,2,3)表示機(jī)組人員在不同地表建筑分辨率下的視距；Ri(i＝1,2,3)表示LODi區(qū)域的半徑。本實(shí)施例中，具體的劃分方法為：劃定LOD1區(qū)域，圓形區(qū)域的半徑為R1，根據(jù)直升機(jī)懸停救援的高度以及普通人的視力范圍得到LOD1范圍的半徑。若直升機(jī)懸停的高度為10米左右，人目視能看到的高清晰度范圍約為15米，則該范圍的半徑約為10米。劃定LOD2區(qū)域，圓形區(qū)域的半徑為R2，人的視力范圍再向遠(yuǎn)方延伸一定的距離，清晰度有所下降，LOD2的環(huán)形范圍半徑在10～30米范圍。劃定LOD3區(qū)域，圓形區(qū)域的半徑為R3，搜索區(qū)域內(nèi)，排除LOD1和LOD2的區(qū)域，剩余區(qū)域?qū)儆贚OD3范圍。劃定LOD4區(qū)域。直升機(jī)從高空飛過(guò)的(不包括搜索和懸停救人區(qū)域)城鎮(zhèn)區(qū)域。步驟五，根據(jù)崇禮地區(qū)的建筑物特點(diǎn)以及不同細(xì)節(jié)度下的建筑物精細(xì)度特征，構(gòu)建不同細(xì)節(jié)度的建筑物模型，如圖7a-7d所示。步驟六，將地震衰減烈度與細(xì)節(jié)度分層進(jìn)行疊加，得到烈度-細(xì)節(jié)度劃分區(qū)，如圖8所示，圖中，大的區(qū)域?yàn)椴煌牡卣鹆叶?，小的區(qū)域?yàn)椴煌腖OD區(qū)域。步驟七,根據(jù)真實(shí)的衛(wèi)星貼圖可以大致判斷區(qū)域的建筑類型，比如居民區(qū)，學(xué)校，廠房等，提高了空間分布的合理性。按照不同烈度區(qū)的房屋破壞等級(jí)及比例進(jìn)行房屋空間分布布置根據(jù)地域特點(diǎn)，確定是否添加泥石流、滑坡等次生災(zāi)害效果。最后，進(jìn)行場(chǎng)景整體渲染。在以上構(gòu)建步驟的基礎(chǔ)上要加上光照、天氣等環(huán)境特征的渲染，使場(chǎng)景仿真度更高，本實(shí)施例中，得到的整體效果可參見(jiàn)圖9。需要說(shuō)明的是，由于本發(fā)明實(shí)施例提供的方法是為了構(gòu)建直升機(jī)地震救援仿真場(chǎng)景，用于仿真訓(xùn)練，所以，本發(fā)明實(shí)施例中涉及到的附圖，為了能夠更好的表示和說(shuō)明構(gòu)建的仿真場(chǎng)景的逼真度，附圖中使用了背景色和彩色。通過(guò)采用本發(fā)明公開(kāi)的上述技術(shù)方案，得到了如下有益的效果：本發(fā)明實(shí)施例提供的一種直升機(jī)地震救援仿真場(chǎng)景模塊化構(gòu)建方法和系統(tǒng)，通過(guò)結(jié)合地震的特點(diǎn)，包括烈度衰減，房屋易損性等，將構(gòu)建系統(tǒng)劃分為7大模塊，從而使得建模人員不需要專業(yè)的地震知識(shí)就可以科學(xué)合理的構(gòu)建地震搜救仿真場(chǎng)景。按照劃分好的7大模塊進(jìn)行構(gòu)建，然后將各個(gè)模塊按照步驟和規(guī)則進(jìn)行整合就可以快速得到高還原度的地震仿真場(chǎng)景。而且該系統(tǒng)和方法是針對(duì)直升機(jī)地震救援訓(xùn)練的仿真場(chǎng)景，對(duì)于模型進(jìn)行了合理的分層和簡(jiǎn)化，在保證訓(xùn)練效果的基礎(chǔ)上大大節(jié)省了建模的時(shí)間和成本。本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可。本領(lǐng)域人員應(yīng)該理解的是，上述實(shí)施例提供的方法步驟的時(shí)序可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，也可根據(jù)實(shí)際情況并發(fā)進(jìn)行。上述實(shí)施例涉及的方法中的全部或部分步驟可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)設(shè)備可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)中，用于執(zhí)行上述各實(shí)施例方法所述的全部或部分步驟。所述計(jì)算機(jī)設(shè)備，例如：個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、智能移動(dòng)終端、智能家居設(shè)備、穿戴式智能設(shè)備、車載智能設(shè)備等；所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，例如：RAM、ROM、磁碟、磁帶、光盤(pán)、閃存、U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、存儲(chǔ)卡、記憶棒、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)云存儲(chǔ)等。最后，還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、商品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、商品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、商品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3