[发明专利]EFDC水质模型计算结果可视化方法和系统

说明书

本发明提供了EFDC水质模型计算结果可视化方法和系统。该方法包括：将EFDC模型计算网格转化为GIS数据；将EFDC模型计算网格及背景地理数据通过GIS服务器发布成地图服务；将计算结果转换为“时序‑模拟值”的格式进行存储；将某时刻所有格网的模拟值保存在数据库中；对EFDC计算结果进行查询，计算结果以二维数据的形式进行传输；从GIS服务器端加载背景地理数据，渲染至地图窗口底层，建立水质模拟值与计算格网颜色之间的对应关系，通过计算格网颜色的深浅表现水质因子浓度的高低，利用WebGL对水质模拟结果进行动态渲染。通过该方法，实现了EFDC计算结果的高效存储、查询、传输及基于WebGIS可视化展示。

技术领域

本公开涉及信息可视化领域，提出了EFDC水质模型计算结果可视化方法和系统。

背景技术

EFDC(The Environmental Fluid Dynamics Code)模型是由美国环境保护局资助,美国弗吉尼亚州海洋研究所Hamrick开发，集水动力模块、泥沙模块、污染物运移模块和水质模块为一体的模型，可用于包括湖泊、水库、海湾、湿地河口和近岸海域一维、二维和三维数值模拟。经过近20年的发展和完善，目前该模型已在大学，政府机关和环境咨询公司等组织中被广泛使用，并成功用于美国和欧洲其他国家100多个水体区域的研究，在我国已被应用于水质模拟，汇流水动力模拟、水库营养物模拟等以及水体富营养化模拟等。

地理信息系统(GIS，Geographic Information System)是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。WebGIS是传统的GIS在网络上的延伸和发展，WebGIS通过互联网对地理空间数据进行发布和应用，以实现空间数据的共享和互操作。

EFDC模型在水质数值模拟和计算上具有优势，但目前在数据管理和维护、模拟结果表现和空间分析能力上有限。EFDC模型是在传统二维格网界面上展示水质模拟计算结果，无法实现计算结果与背景地理环境的叠加显示，在可视化效果上有很大的改进空间。研究EFDC模型与WebGIS的集成，不仅可以提高水质模型的应用效率、可视化展示效果,同时也可以充分发挥了GIS空间分析的功能。GIS与水质模型集成在水质安全评估与预警、海域水质管理、河水质模拟、水环境容量管理等案例中均得以实现和运用。

通常地，EFDC模型输出计算结果为文本文件，从软件开发的角度来看，采用文本文件进行查询、展示效率低，数据安全性差；从软件集成角度来看，EFDC模型数据结构与GIS系统不同，难以实现两者有机融合。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了EFDC水质模型计算结果可视化方法和系统。

本公开提出了一套完整的解决方案包括EFDC模型格网GIS可视化，EFDC模型计算结果的解析、存储设计，后台查询接口设计，EFDC模型计算结果前端GIS可视化，通过本公开实现了EFDC计算结果的高效存储、查询、传输及基于WebGIS的可视化展示。

根据本发明的第一目的，提出一种EFDC水质模型计算结果可视化方法，包括：

将EFDC模型计算网格转化为GIS数据；

将EFDC模型计算网格及背景地理数据通过GIS服务器发布成地图服务；

解析EFDC计算结果，将计算结果转换为“时序-模拟值”的格式；

存储EFDC计算结果，通过“时序-模拟值”的存储格式进行存储；

对EFDC计算结果进行查询，计算结果以二维数据的形式进行传输；

从GIS服务器端加载背景地理数据，渲染至地图窗口底层，建立水质模拟值与计算格网颜色之间的对应关系，通过计算格网颜色的深浅表现水质因子浓度的高低，利用WebGL对水质模拟结果进行动态渲染。