[发明专利]基于时序特征和粒子系统的WebGIS时空过程模拟方法

摘要

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。

主权项

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。