[发明专利]一种基于纹理映射的电磁环境体数据可视化方法

说明书

本发明提供了一种基于纹理映射的电磁环境体数据可视化方法，以真实地理经纬度坐标确定电磁环境数据场的空间覆盖范围，利用采集系统的实验数据或电磁波物理传播模型计算得到的电磁仿真数据作为原始数据，通过数据插值计算和颜色映射，按照平行地表方向自下至上生成多层精细纹理，以顶点坐标和顶点索引方式将纹理映射至空间对应位置，最后进行Alpha融合设置透明效果，最终以快速、高效、直观的方式展示电磁环境体数据，反映其内部及整体的数据分布。

技术领域

本发明属于电磁态势可视化领域，具体涉及一种基于纹理映射的电磁环境体数据可视化方法。

背景技术

电磁态势是指电子对抗双方电磁力量对峙的状态和形成的形势，电磁态势整体具有着看不见摸不着的特性，可视化表达其整体非线性特性及演化规律，是准确、清晰、客观、形象地展示和表达电磁态势的基础。利用战场电磁环境的仿真预测模型、或典型场景实测得到的电磁环境体数据，包含着电磁环境中的多维信息。将这些电磁环境体数据形象的可视化展现出来，是电磁态势可视化研究的重要内容。

目前二三维电磁态势是仿真实验和战场电磁态势研究的重要内容。周倜等人提出了改进平行坐标理论框架下的二维电磁态势展现方法，定量表达了电磁态势数据主体，但文章较难直观、真实地实现电磁态势的可视化。三维电磁态势可视化方法研究还处于不断完善阶段，是目前研究的热点问题。三维态势的构建方法主要是面绘制和体绘制两类，面绘制法一般先在三维空间数据场中构造出二维平面、曲面等几何图元，然后利用计算机图形学技术实现绘制展现。主要绘制思路是先提取目标物体的表面信息，再根据光照、明暗模型调用绘制算法进行阴影和渲染得到最后的显示图像。如此绘制出来的图像不足反映原始数据场的全貌和细节，只能反映出部分相关图像。

在涉及到大范围空间的电磁环境体数据的可视化实现时，目前的一些方法由于处理的数据量大，其算法和系统运行需要依赖高性能的硬件设施，限制了推广和应用。所以，能够兼顾快速高效的渲染方式，又能清晰反映电磁环境局部与整体的可视化方法，是十分具有意义的。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的什么不足之处，本发明提出一种电磁环境体数据可视化方法，将地理空间标定信息同地理信息系统结合，在真实地理空间位置上快速、高效、直观、清晰地可视化展示电磁环境整体及内部的数据场信息。

技术方案

一种基于纹理映射的电磁环境体数据可视化方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：获取和载入原始电磁环境体数据：

将采集系统的实验数据或电磁波物理传播模型计算得到的电磁仿真数据作为原始电磁环境体数据，原始电磁环境体数据包括地理空间标定信息和含有相对坐标信息的离散电磁场强度数据(x_p,y_p,z_p,E)，将(x_p,y_p,z_p,E)按照层数、行数和列数的格式存储为 Data[NLEVEL][NLON][NLAT]；其中NLEVEL为层数索引，NLON为列数索引，NLAT 为列数索引；

步骤2：坐标系转换和统一：

根据地理空间标定信息，将电磁环境体数据中相对坐标信息(x_p,y_p)对应转换为地理空间覆盖范围中的经纬度坐标，再将其转换为将地球表面铺平的平面坐标，再向平面坐标中添加地理空间标定信息中的高程数据Z，转化至地球物理坐标系(x,y,z)，再设置渲染绘制时的基准点，建立渲染坐标系，计算各点在渲染坐标系中的相对位置，完成从经纬度坐标到渲染坐标的转换和统一；

经纬度转化为地面平面坐标系：

X＝(longitude+180)*QuiKuandu/360