[发明专利]一种基于虚拟仿真的林火蔓延仿真控制方法及装置

权利要求书

1.一种基于虚拟仿真的林火蔓延仿真控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：获取三维地形的数据资源、地面烟雾模型以及着火前后的树草模型和粒子特效资源；

S2：将三维地形映射到二维平面N*N的网格上，并将步骤S1中获取的三维地形的数据资源抽象为对应网格的属性，所述属性包括各网格的温度、生命值和阶段状态；所述生命值利用各网格对应的三维地形的数据资源中的树草数据计算获取，所述阶段状态包括未燃状态、小火状态、大火状态、余火状态和熄灭状态；

S3：在全局网格初始化时，设置各网格的初始阶段状态为未燃状态、初始温度为环境温度，并计算获取各网格的初始生命值：

HP₀＝hp_树*Q_树+hp_草*Q_草

其中，HP₀表示各网格的初始生命值，hp_树和hp_草分别表示每棵树和每棵草的生命值，Q_树和Q_草分别表示各网格中树和草的数量；

然后将二维平面N*N的网格中的多个离散网格点燃并发生燃烧扩散将其周围网格引燃；

S4：根据各网格的当前温度和当前生命值判断各网格的当前阶段状态，以控制各网格在燃烧过程中各个阶段状态的转换；所述当前生命值HP计算如下：

HP＝HP₀-DPS*t

其中，DPS为网格每秒消耗的生命值，t为燃烧时间；

S5：基于各网格的当前阶段状态，结合步骤S1中获取的地面烟雾模型、着火前后的树草模型资源和粒子特效资源显示林火蔓延效果；

S6：各网格的阶段状态改变后，把改变后的状态阶段信息发送至其他主机，实现林火蔓延显示效果同步；

步骤S4具体过程为：

S41：当网格的当前温度为环境温度，且当前生命值为初始生命值时，判断网格处于未燃状态；

S42：当网格的当前温度处于环境温度与点燃温度之间且升温速率为2～5℃/s时，判断网格处于小火状态；

S43：当网格的当前温度达到点燃温度时，判断网格转变为大火状态，并扩散点燃其周围未燃状态的网格；所述点燃温度是指网格间的点火温度并且能够对其周边未燃的网格或扑灭可燃的网格同时点火的温度；

S44：当网格的当前温度以10～20℃/s的升温速率从点燃温度达到限制温度，同时网格的当前生命值逐渐减小至0时，判断网格处于余火状态；所述限制温度是指网格间的传递温度并且能够对其周边燃烧的网格或扑灭可燃的网格传递与所述点燃温度相等的温度；

S45：网格温度开始下降，以15～30℃/s的降温速率从限制温度降至点燃温度，之后以3～6℃/s的降温速率降至环境温度，判断网格处于熄灭状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境温度为10～30℃，所述点燃温度为200～400℃，所述限制温度为1000～2000℃。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S1中，着火前后的树草模型和粒子特效资源包括地面烟雾模型、大火模型和粒子特效、浓烟的粒子特效、着火树草的模型和粒子特效、被烧毁树草的模型和粒子特效、完好形态树草的模型、和熄灭时的烟雾粒子特效。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述网格的属性包括地理位置和海拔高度。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述三维地形的数据资源包括高程图数据和地形贴图数据资源。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S4中，各网格在燃烧过程中，在没有外力的作用下进行各个阶段状态的转换。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每棵树的生命值hp _树为1000，每棵草的生命值hp_草为10。