[发明专利]一种四维水体模型的构建方法

说明书

一种四维水体模型的构建方法，属于水体水质形态构建研究技术领域。包括通过水体测量仪器获取不同水体测试点的水质数据，每一个水体测试点对应有多个不同深度的水质数据点，每一个水质数据点对应一组水质数据，根据所述水质数据中的深度参数，使用底面三角网面构建算法构建水体底部的三角网面；求出水质数据点中顶面点集的凸包，以该凸包上的每一条边为边界形成水体外表面，构建一个三维实体；采用蝶形细分法对上述三维实体进行表面插值细分，形成光滑曲面，得到光滑表面的三维水体模型；针对某一水质指标，采用针对水体的附权重的颜色渲染方法对上述三维水体模型进行渲染，完成四维水体的构建。本发明可快速实现水体高精度的四维建模。

技术领域

本发明属于水体水质形态构建研究技术领域，特别涉及一种能够准确快速构建四维水体的方法。

背景技术

近来由于“五水共治”的政策推行，对于水质监测的需求越来越旺盛。这其中，水体监测数据可视化就成为一种非常好的数据描述手段。为了实现水体数据的可视化，除了必须对水体进行实体建模以外颜色的渲染是必不可少的。三维实体的建模与颜色渲染方法单独一项并不太困难，但是要将两者结合起来，并且对水体进行渲染就并不容易，因为水体的不规则性多边性等都是颜色渲染时的难点，并且使用数据构建出的反馈模型必须要真实地反应水体的真实情况。以往的单的三维水体的模型，已经无法满足当下复杂多变的水质检测与可视化的需求，现在急需要一种能够对水体四维建模的构建方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提出了一种四维水体建模的方法，使用本发明的方法可以快速、准确的构建出水体的四维模型，生成的四维模型与实际测量数据所反映的真实情况一致，可快速实现水体高精度的四维建模。

这种四维水体模型的构建方法，包括以下步骤：

S101：通过水体测量仪器获取不同水体测试点(每个水体测试点对应一个特定的经纬度坐标点)的水质数据(包含水深、水温、DOmg(氧含量)、Sal.(盐度)、pH值、浊度、饱和度等参数)，每一个水体测试点对应有多个不同深度的水质数据点，每一个水质数据点对应一个水质数据，根据所述水质数据中的深度参数，使用底面三角网面构建算法构建水体底部的三角网面；

S102：求出水质数据点中顶面点集的凸包，以该凸包上的每一条边为边界形成水体外表面，构建一个三维实体；

S103：采用蝶形细分法对步骤S102得到的三维实体进行表面插值细分，形成光滑曲面，得到光滑表面的三维水体模型；

S104：针对某一水质指标，采用针对水体的附权重的颜色渲染方法对步骤S103得到的三维水体模型进行渲染，完成四维水体的构建。

作为优选，所述步骤S102中，以该凸包上的每一条边为边界形成水体外表面，构建一个三维实体，具体为：

S201：选取所述凸包上相邻两条边的交点，按照深度从小到大依次连接该交点所对应水体测试点的所有水质数据点，形成若干条竖直的样本条；前述交点为对应样本条的最深点；

S202：连接相邻两样本条的最深点和最浅点，完成三维实体的构建；所述相邻两样本条具体为：这两个样本条最深点为所述凸包任一条边的两个端点。

作为优选，所述步骤S104中，所述针对水体的附权重的颜色渲染方法包括：

S301：根据所述水质数据为所有水质数据点就某一目标水质数据设置相应颜色渲染值；

S302：针对样本条上其它深度的点(这些点是样本条上除去水质数据点之外的其他点)，根据该点在样本条上的位置，进行颜色渲染值的计算；

S303：针对非样本条上但属于三维水体模型的任意深度面的点，根据该点与各样本条上同一深度的点的位置关系，进行颜色渲染值的计算；

S304：根据颜色渲染值对整个模型进行渲染。