【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于地理信息系統，涉及一種產匯流數字流場可視化方法。
技術介紹
1、“產匯流”通常指的是流體力學中的問題，特別是在水文學和水資源工程中經常遇到。它涉及到水流、降雨、河流、湖泊等自然水體在特定區域內的匯合和分流。產匯流是一個涉及到水文學、水資源工程和生態學的關鍵領域，有助于理解和管理水資源以及減輕洪水風險。產匯流計算的輸出結果通常包含單位水文學曲線、洪水峰值流量、洪水過程曲線等內容，當前可視化方案主要基于專業軟件展示靜態數據，在b/s架構的三維場景業務系統中，如何高效地展示動態數字流場效果以及展示多場次計算結果，尚無相對優秀的呈現效果和加載效率。
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出一種產匯流數字流場可視化方法，實現對“產匯流”水體流場的精細化動態模擬，并對多場次計算結果以更好的呈現效果進行展示。
2、本專利技術解決技術的方案是：第一方面，提出一種產匯流數字流場可視化方法，包括以下步驟：
3、獲取流域河段數據和節點數據，建立拓撲關聯關系；所述河段數據包括河段編號、河段位置、河段長度，所述節點數據包括節點編號、節點位置；
4、根據拓撲關聯關系，將河段位置和默認顏色傳遞給webgl，創建流域河段對象，對所述河段對象進行渲染；
5、獲取某個時間點流場數據，包括河段編號、流量字段、流速字段，建立流量-顏色對應關系表，對所述流量字段進行歸一化處理后查找流量-顏色對應關系表，匹配出對應河段對象的渲染顏色值
6、根據河段長度和流速字段計算對應河段對象材質的移動速度，為不同河段材質賦予不同的移動速度，通過動態紋理渲染技術動態展示當前時間點的產匯流數字流場；
7、獲取一個場次內所有時間點的流場數據，對流場數據分別從時間維度和河段對象維度進行重構解析，以某個時間點為單位，對包含所有河段對象的全局產匯流數字流場進行顯示，并找出該時間點下的洪峰位置進行顯示；以某個河段對象為單位，根據所有時間點的流場數據，構造該河段對象的流量過程曲線和/或流速過程曲線并進行顯示。
8、進一步的，所述流域河段對象為根據拓撲關聯關系得到的兩個節點之間的連接關系，流域河段對象包含編號、位置、材質屬性，其中材質包含圖片、移動速度、顏色屬性。
9、進一步的，所述流量-顏色對應關系表，以不同的顏色表示不同的流量，按照水利配色，顏色越深代表流量越大。
10、進一步的，對所述流量字段進行歸一化處理，包括：通過離群值檢測去掉異常值，離群值為三個標準差范圍外的超大值，然后對數據進行最大值最小值歸一化處理。
11、進一步的，所述動態調整河段對象的材質，為不同河段材質渲染不同顏色，包括：保持河段對象本身與其編號、位置屬性不變，不再根據時間點重復創建河段對象，根據流量值檢索顏色，為河段對象顏色字段賦值相應顏色，最終渲染顏色由指定的顏色字段生效，實現根據流量字段動態渲染顏色。
12、進一步的，所述根據河段長度和流速字段計算對應河段對象材質的移動速度，具體為：取河段長度的中位數s1除以流速字段中位數v1為參考移動速度x，參考移動速度x取值為1～100之間，其他河段對象河段長度為s2、流速為v2時，材質移動速度計算公式為(s1*v2)/(v1*s2)*x。
13、進一步的，所述對流場數據從時間維度進行重構解析，包括：以時間維度組織數據，數據格式為對象，對象鍵為時間字符串，對象值為流域全部河段對象當前時間點的流場數據，所述對象值的數據結構仍為對象，此時對象鍵值分別為河段編碼、對應時間點和對應河段的流量流速數據。
14、進一步的，所述對流場數據從河段對象維度進行重構解析，包括：以河段對象維度組織數據，數據格式為對象，對象鍵為河段編碼，對象值為該河段對象對應的全部時間點的流場數據，所述對象值的數據結構為數組，數據內容為按時間排序的對應河段的流量流速數據。
15、第二方面，提出一種計算機可讀存儲介質，所述的計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述的計算機程序被處理器執行時實現所述一種產匯流數字流場可視化方法的步驟。
16、第三方面，提出一種電子設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述的處理器執行所述的計算機程序時實現所述一種產匯流數字流場可視化方法的步驟。
17、本專利技術與現有技術相比的有益效果是：
18、(1)本專利技術在構建的數字流場中，采用webgl材質動態渲染與粒子系統模擬的技術方法，實現河段流量的動態渲染，采用河段渲染和可視化示蹤技術對水流方向、流量大小變化過程進行了動態展示，全面體現了數字流場的概念和視覺效果，更加直觀展示洪水仿真數據，增強演練效果，提高防洪應急能力。
19、(2)本專利技術實現了對多場次計算結果以優秀的呈現效果進行展示，支持一場降雨中的計算時間點不少于72個，同時能夠展示任意節點和河段的流量/流速過程曲線和流域洪峰信息。
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1.一種產匯流數字流場可視化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種產匯流數字流場可視化方法，其特征在于，所述流域河段對象為根據拓撲關聯關系得到的兩個節點之間的連接關系，流域河段對象包含編號、位置、材質屬性，其中材質包含圖片、移動速度、顏色屬性。
3.根據權利要求1所述的一種產匯流數字流場可視化方法，其特征在于，所述流量-顏色對應關系表，以不同的顏色表示不同的流量，按照水利配色，顏色越深代表流量越大。
4.根據權利要求1所述的一種產匯流數字流場可視化方法，其特征在于，對所述流量字段進行歸一化處理，包括：通過離群值檢測去掉異常值，離群值為三個標準差范圍外的超大值，然后對數據進行最大值最小值歸一化處理。
5.根據權利要求2所述的一種產匯流數字流場可視化方法，其特征在于，所述動態調整河段對象的材質，為不同河段材質渲染不同顏色，包括：保持河段對象本身與其編號、位置屬性不變，不再根據時間點重復創建河段對象，根據流量值檢索顏色，為河段對象顏色字段賦值相應顏色，最終渲染顏色由指定的顏色字段生效，實現根據流量字段動態渲染顏色。
6.根據權利要求1所述的一種產匯流數字流場可視化方法，其特征在于，所述根據河段長度和流速字段計算對應河段對象材質的移動速度，具體為：取河段長度的中位數s1除以流速字段中位數v1為參考移動速度X，參考移動速度X取值為1～100之間，其他河段對象河段長度為s2、流速為v2時，材質移動速度計算公式為(s1*v2)/(v1*s2)*X。
7.根據權利要求1所述的一種產匯流數字流場可視化方法，其特征在于，所述對流場數據從時間維度進行重構解析，包括：以時間維度組織數據，數據格式為對象，對象鍵為時間字符串，對象值為流域全部河段對象當前時間點的流場數據，所述對象值的數據結構仍為對象，此時對象鍵值分別為河段編碼、對應時間點和對應河段的流量流速數據。
8.根據權利要求1所述的一種產匯流數字流場可視化方法，其特征在于，所述對流場數據從河段對象維度進行重構解析，包括：以河段對象維度組織數據，數據格式為對象，對象鍵為河段編碼，對象值為該河段對象對應的全部時間點的流場數據，所述對象值的數據結構為數組，數據內容為按時間排序的對應河段的流量流速數據。
9.一種計算機可讀存儲介質，所述的計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述的計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1～權利要求8任一所述方法的步驟。
10.一種電子設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于：所述的處理器執行所述的計算機程序時實現如權利要求1～權利要求8任一所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種產匯流數字流場可視化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種產匯流數字流場可視化方法，其特征在于，所述流域河段對象為根據拓撲關聯關系得到的兩個節點之間的連接關系，流域河段對象包含編號、位置、材質屬性，其中材質包含圖片、移動速度、顏色屬性。
3.根據權利要求1所述的一種產匯流數字流場可視化方法，其特征在于，所述流量-顏色對應關系表，以不同的顏色表示不同的流量，按照水利配色，顏色越深代表流量越大。
4.根據權利要求1所述的一種產匯流數字流場可視化方法，其特征在于，對所述流量字段進行歸一化處理，包括：通過離群值檢測去掉異常值，離群值為三個標準差范圍外的超大值，然后對數據進行最大值最小值歸一化處理。
5.根據權利要求2所述的一種產匯流數字流場可視化方法，其特征在于，所述動態調整河段對象的材質，為不同河段材質渲染不同顏色，包括：保持河段對象本身與其編號、位置屬性不變，不再根據時間點重復創建河段對象，根據流量值檢索顏色，為河段對象顏色字段賦值相應顏色，最終渲染顏色由指定的顏色字段生效，實現根據流量字段動態渲染顏色。
6.根據權利要求1所述的一種產匯流數字流場可視化方法，其特征在于，所述根據河段長度和流速字段計算對應河段對象材質的移動速度，具體為：取河段長度的中位數s1除以流速字...
【專利技術屬性】
技術研發人員：安劍鋒，魏浩，劉鐵軍，孫文童，李潔，景聰慧，羅慶，
申請(專利權)人：中國四維測繪技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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