[发明专利]一种基于Unreal Engine数字孪生实时天气场景构建方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于Unreal Engine数字孪生实时天气场景构建方法和系统。本发明通过全球三维地图为基底，对目标场景中的建筑物、机电设备、物品等进行三维建模，并导入到Unreal Engine引擎中，根据地理空间物理位置对场景装配；基于目标地区实际地理位置的经纬度坐标，通过RESTAPI实时获取场景地区的天气详情并进行格式转换，进而对UnrealEngine中大气与云，定向光源，指数级高度雾，粒子系统等系统组件的参数化设置，达到将太阳光照、风云、雨雪等天气环境场景实时参数化高保真地映射到Unreal Engine引擎的天气场景中的效果，实现数字孪生实时天气场景构建的同时给予用户一种场景沉浸式的体验，确保数字孪生应用天气场景映射的实时性、准确性和体验性。

技术领域

本发明涉及三维数字孪生应用技术，特别涉及一种基于Unreal Engine数字孪生实时天气场景构建方法和系统。

背景技术

在三维数字孪生应用天气场景制作中，现有的解决方案通常有两种做法。第一种是在应用系统中通过RESTAPI获取天气、温度、风速、风向等信息，然后通过文字信息的方式进行表示。第二种是在系统进行预先天气模式设置如晴、雾、雨、雪等，然后在三维场景中进行光照渲染，物理场景模拟。第一种方案存在信息表达上的不足，如雨雪大风天气对环境的影响，路面是否会有积雪，大风是否会影响到高空作业，雾、霾天气能见度有多远，对交通出行影响会是如何等。第二种方案实现了一定程度上的数字孪生天气场景映射，但是仅限于系统预先设置模式且需要人工切换，同时预设模式和实际的天气情况会存在一定的差异，缺乏自动化，缺乏实时性和易用性。

发明内容

为了克服现有数字孪生应用天气场景映射中实时性和用户体验不足的缺陷，本发明提供一种基于Unreal Engine数字孪生实时天气场景构建方法和系统，本发明基于实际地理位置经纬度坐标，通过RESTAPI实时获取天气预报，将太阳光照、风云、雨雪等天气环境场景实时参数化高保真地映射到Unreal Engine引擎的天气场景中，通过Unreal Engine强大的物理引擎和场景渲染能力，给予用户一种场景沉浸式的体验。

本发明采用的技术方案为：

一种基于Unreal Engine数字孪生实时天气场景构建方法，包括以下步骤：

S1，通过地图数据服务提供商获取全球三维地图；

S2，通过建模软件对目标场景中的建筑物、机电设备、物品等进行三维建模；

S3，将上述建立的三维模型导入到Unreal Engine引擎中，并根据地理空间物理位置布局进行装配；

S4，在Unreal Engine中设置参照地理坐标原点的经纬度，设置时区，调整摄像机视角；

S5，获取场景中地区的天气详情；

S6，对天气详情进行格式转换，根据转换结果进行参数化配置，通过UnrealEngine进行实时场景渲染并显示给终端用户。

进一步地，在步骤S2中，所述三维建模为利用建模软件，如Autodesk Revit，对场景中建筑物进行三维BIM建模，将三维BIM模型从revit格式转换为Datasmith格式；在步骤S3中，将Datasmith模型文件导入到Unreal Engine引擎中，根据三维场景的实际布局情况在Unreal Engine引擎中进行配置。所述Unreal Engine引擎是一款由Epic开发的游戏引擎，引擎采用了目前最新的即时光迹追踪、HDR光照技术、虚拟位移等新技术。

进一步，步骤S5包括以下子步骤：

S51，根据场景应用的实际地区名称，获取其对应的地区编码；

S52，基于S51的结果，通过RESTAPI从气象预报平台获取该地区的天气信息。

进一步，步骤S6包含以下子步骤：