[发明专利]一种基于三维空间的电磁分析及可视化技术

说明书

本发明公开了一种基于三维空间的电磁分析及可视化技术，包括可视化基础平台和电磁波监测节点，所述可视化基础平台包括控制单元、显示单元、存储单元、回放单元、下载单元、电磁感知终端和融合计算，所述电磁波监测节点包括空间电磁信号测量和校准终端节点，所述电磁感知终端包括电磁感知模型和电磁干扰分析模型，所述电磁波监测节点通过websocket服务实现与控制系统的数据传输工作，本发明能够直观的反应，并且做出及时的修正，且展示效果优，本发明有多种维度的电磁效果展示，能够实时控制监测节点，并显示监测节点的位置、状态以及实时监控数据，本发明使电磁态势的展示更加直观，在复杂电磁环境下为决策者的判断提供理论依据。

技术领域

本发明涉及电磁态势可视化技术领域，具体是一种基于三维空间的电磁分析及可视化技术。

背景技术

近年来，电磁态势可视化技术得到了深入研究，结合态势感知理论的应用，形成了一些较为成熟的电磁态势分析理论模型和电磁信息可视化展示技术。

(1)基于GIS的电磁信息可视化技术

JGIS系统(地理信息系统)是多学科集成的空间型信息系统，其本身的综合特性与强大的功能，决定了它具有广泛的用途。由于电磁辐射源具有不同的地理位置，各辐射源之间距离也是影响其辐射状况的因素，应用地理信息系统可以很好的解决与辐射源相关的空间位置问题。

基于GIS的电磁地图绘制技术可以很方便的对多种辐射源的身份属性进行记录，包括广播电视系统、移动通信系统、高压电力系统、交通运输系统、工科医用高频设备等辐射源的位置及其它基本信息。同时系统还可以对辐射源进行查询、更新、添加、维护等。该系统可以对辐射源的信息进行更新，方便使用人员对电磁环境进行查询和管控。美国电信科学研究院(ITS)开发的通信系统规划工具(Communication Systems Planning Tool,CSPT)是一个基于GIS的电波传播计算工具，它集成了ITM、Tirem等多种电波传播模型，并且可以生成三维地形。由于集成了多种电波传播模型，适合宽频电波传播预测。

(2)三维数据场的电磁信息可视化技术

对于三维数据场主要有两种绘制方法：面绘制和直接体绘制方法。面绘制方法需要根据三维数据场构造出几何图元，然后再进入图形硬件管线渲染绘制。等值面提取技术是最常用的面绘制方法之一，它可以将原始数据场中某个属性值抽取特定大小范围的轮廓，进而构造三角形网格。可见等值面提取技术只能将原始数据场的部分属性进行了映射表现，不能反映整个原始数据场的全貌和细节，但是由于绘制等值面网格有图形硬件的支持，而且还能很清晰地反映原始数据场的表面轮廓信息，所以目前仍被广泛采用，并有大量文献对它进行深入研究。直接体绘制方法也叫体绘制方法，它则不用构造中间的几何图元，而是直接由三维数据场，根据数据映射关系生成二维图像。该方法能反映三维电磁数据场的整体信息，绘制图像质量高，但是计算量很大，而且目前没有被图形硬件直接支持，绘制效率不高。

典型的三维电磁信息可视化系统由电磁环境数据模型生成模块和交互绘制模块两个部分组成，在预处理阶段，主要是对输入的电磁设备参数，采用电波传播模型，利用硬件加速算法计算电磁环境体数据，并构建出混合八叉树结构的体数据分块和体数据分块分辨率组织形式；利用硬件加速的多层等值面提取技术构造电磁环境的多层等值面模型，并采用多分辨率简化算法构建模型的多分辨率数据结构。在实时绘制阶段，根据用户需求动态绘制多分辨率的电磁环境多层等值面模型或者动态调度分块体数据直接体绘制电磁环境。

目前现有的技术方案仅仅是二维的电磁数据展示，并没有和不能叠加真实的地物结合展示，并未结合到真实的场景分析中，不能正确的找到仿真值和实际测量值有差异的问题所在，为此，我们提出一种基于三维空间的电磁分析及可视化技术对其进行完善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于三维空间的电磁分析及可视化技术，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：