[发明专利]一种气体扩散可视化方法及系统

说明书

本发明公开了一种气体扩散可视化方法及系统。方法包括：S1，获取气体扩散参数和待观察气体扩散面的高度，利用高斯扩散模型获取待观察气体扩散面中等间距分布的多个扩散点以及每个扩散点的气体浓度值，按照扩散点的位置关系构建扩散点数据阵列；S2，获得扩散点数据阵列的所有三角面片顶点索引；S3，根据三角面片顶点索引绘制三角面片，匹配颜色数组；S4，将所有三角面片的顶点数据和每个三角面片匹配的颜色数组输入OSG平台进行渲染处理并显示。可视化细节精度由扩散点之间的间距决定，点数据之间间距越小可视化精度越高；能快速简便获取三角面片顶点索引，避免了顶点索引数组的繁琐计算，在OSG中可视化实现更加真实的模拟。

技术领域

本发明涉及环境安全技术领域，特别是涉及一种气体扩散可视化方法及系统。

背景技术

生活中常常需要将气体(如毒气、烟气等)的扩散进行可视化，直观地了解气体扩散范围，以便进行污染评估、指导人员疏散等。

现有技术中，高斯烟气扩散模型与GIS相结合被普遍研究，在ArcGIS平台上实现高斯烟气扩散可视化已经被大众所熟知；OSG(Open Scene Graph)作为开源的图形渲染库，进行高斯烟气扩散可视化还没发现研究。在OSG平台中进行数据渲染时，一般是离散的数据，需要利用插值法对数据进行插值以变成规则的网格数据再进行渲染，并且还需要计算出面片顶点索引数组才能进行OSG渲染，插值处理和计算顶点索引数组的过程复杂，运算量大，耗费时间。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种气体扩散可视化方法及系统。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种气体扩散可视化方法，包括：步骤S1，获取气体扩散参数和待观察气体扩散面的高度，利用高斯扩散模型获取待观察气体扩散面中等间距分布的多个扩散点以及每个扩散点的气体浓度值，将扩散点的高斯坐标系坐标转换为世界坐标系坐标，按照扩散点的位置关系构建扩散点数据阵列，所述扩散点数据阵列中每个元素包括同一扩散点的世界坐标系坐标和气体浓度值；步骤S2，获得所述扩散点数据阵列的所有三角面片顶点索引；步骤S3，根据三角面片顶点索引绘制三角面片，一组三角面片顶点索引绘制一个三角面片，基于三角面片的3个顶点的浓度值匹配颜色数组；步骤S4，将所有三角面片的顶点数据和每个三角面片匹配的颜色数组输入OSG平台进行渲染处理并显示。

上述技术方案：本方法在待观察气体扩散面生产等间距的多个扩散点，可视化细节精度由扩散点之间的间距决定，点数据之间间距越小，可视化精度越高；基于扩散点数据等间距的位置关系，能够快速简便地获取三角面片顶点索引，节省了计算顶点索引数组的繁琐计算；OSG平台是基于三维引擎OSG开发的三维数字地球引擎库，可实现三维虚拟地球，并且可以真实的渲染烟气扩散环境的地形地貌，通过三角面片的顶点数据和每个三角面片匹配的颜色数组进行颜色渲染生成等值面图元，完成点数据在OSG中的可视化，可以更直观的展示烟气的污染范围，实现更加真实的模拟，有利于对污染进行评估。

在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S2中，获取扩散点数据阵列的三角面片顶点索引的过程为：对于扩散点数据阵列中任意相邻的四个扩散点，设四个扩散点分别为行数为i列数为j的扩散点P_i,j、行数为i列数为j+1的扩散点P_i,j+1、行数为i+1列数为j的扩散点P_i+1,j、行数为i+1列数为j+1的扩散点P_i+1,j+1，在四个扩散点中定义两组三角面片顶点索引，一组三角面片顶点索引由扩散点P_i,j、P_i,j+1、P_i+1,j的行列数组成，另一组三角面片顶点索引由扩散点P_i,j+1、P_i+1,j、P_i+1,j+1的行列数组成，i和j均为正整数。