水动力模型与数字孪生场景的融合渲染及动态展示方法与流程

本申请涉及仿真推演模拟，尤其是一种水动力模型与数字孪生场景的融合渲染及动态展示方法。

背景技术：

1、随着水利行业向数字化和智能化的不断发展，数字孪生技术在防洪流域管理中的重要性日益凸显，作为防洪"四预”应用的关键技术之一，它通过多维场景构建和数据底板建设，初步形成了智慧水利的应用框架，提升了防洪管理的智能化水平，并为水资源高效管理和水灾害防御提供了精准、可持续的技术支持。数字孪生流域的发展成为推动智慧水利建设的核心，迫切需要提升流域防洪管理的数字化、精细化水平，以实现流域水灾害防御的精准化预报预警和智能化调度决策。

2、水动力模型在预测预判淹没分析上有着至关重要的作用，然而传统的水文模型的表达形式单一，与真实场景融合效果有限，缺乏直观的可视化与即时的仿真，也难以表达各个要素之间的相互作用关系。这使得传统水利模型的输出结果难以以直观的方式展示给决策者和相关人员，且对模型结果的分析需要具备深入的专业理解成本以及专家经验。同时，模型与实际场景的融合度不高，抽象性和简化性使得在真实场景中的效果难以准确反映。

技术实现思路

1、本申请的目的在于克服现有技术中的水文模型的表达形式单一，与真实场景融合效果有限，缺乏直观的可视化与即时的仿真，也难以表达各个要素之间的相互作用关系的问题，提供一种水动力模型与数字孪生场景的融合渲染及动态展示方法。

2、第一方面，提供了一种水动力模型与数字孪生场景的融合渲染及动态展示方法，包括：

3、获取水动力模型中的一二维水动力结果数据；

4、对所述一二维水动力结果数据进行处理和解析，以获取关键数据项，所述关键数据项包括顶点位置、顶点索引关系和水深数据；

5、根据顶点位置和顶点索引关系构建几何模型和网格结构；

6、对所述水深数据进行归一化处理并实现水深数据的动态着色；

7、将屏幕划分成多个独立区域分别渲染不同的水深数据；

8、通过时间轴动态展示水文变化过程的渲染效果和范围。

9、在一些可能的实现方式中，对所述一二维水动力结果数据进行处理和解析，包括：

10、对所述一二维水动力结果数据进行预处理，以剔除与业务无关的数据项；

11、从预处理后的一二维水动力结果数据中提取关键数据项，其中，所述关键数据项包括顶点位置数据和水深数据；

12、对所述顶点位置数据进行坐标转换以将顶点位置数据映射到倾斜摄影场景中；

13、设定顶点索引的排布顺序以确定顶点索引关系。

14、在一些可能的实现方式中，对所述一二维水动力结果数据进行处理和解析，还包括：

15、对所述水深数据进行二进制处理。

16、在一些可能的实现方式中，根据顶点位置和顶点索引关系构建几何模型和网格结构，包括：

17、优化顶点位置的数据结构和索引关系，以满足并行计算需求；

18、通过优化后的顶点位置和索引关系进行几何模型和网格结构的构建。

19、在一些可能的实现方式中，对所述水深数据进行归一化处理并实现水深数据的动态着色，包括：

20、通过数据归一化算法对水深数据进行归一化处理；

21、结合曲线拟合技术通过编写的曲线函数将归一化后的水深数据映射至rgb三个颜色通道，以实现水深数据的动态着色。

22、在一些可能的实现方式中，将屏幕划分成多个独立区域分别渲染不同的水深数据，包括：

23、创建多个rendertarget并将需要渲染的图像绘制到所创建的rendertarget中；

24、利用rendertarget分别离屏渲染多份水深数据，再发送到屏幕上划分好的多个区域渲染，以保证多个水动力平面有各自独立的交互事件。

25、在一些可能的实现方式中，通过时间轴动态展示水文变化过程的渲染效果和范围，包括：

26、定义时间轴组件，所述时间轴组件包括时间轴的的布局样式、事件和支持的功能；

27、将事件与数据进行绑定以实现时间轴组件的交互功能；

28、采用每帧移动进度条触发事件发送当前进度比，水动力模型接收后将当前进度比根据定义的规则转为对应的数据编号，以实现与水动力模型仿真模拟的无缝联动。

29、在一些可能的实现方式中，还包括：实时显示经纬度和水深数据，具体包括：

30、引入鼠标位置检测和实时数据更新机制，检测到鼠标点击以后，通过射线检测获取到鼠标点击的位置信息；

31、根据所述鼠标点击的位置信息将鼠标点击处的经纬度通过canvas展示出来；

32、判断所述鼠标点击处是否为有水区域，若为有水区域，则在鼠标点击处现实水深数据。

33、在一些可能的实现方式中，还包括：显示水深过程曲线图表，具体包括：

34、借助cssobject以及echart实现交互式水深过程线图表；

35、将数据变化实时同步，并显示当前时刻及当前时刻之前的所有数据。

36、第二方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读介质存储用于设备执行的程序代码，该程序代码包括用于执行如上述第一方面中的任意一种实现方式中方法的步骤。

37、本申请具有如下有益效果：本申请实现了与水动力模型的实时对接，将水的动力模型的结果数据无缝融入决策过程，不仅提高了数据的及时性和准确性，还能够为决策者提供更实时的流域信息，其次，通过动态着色和分屏渲染拥有小的递归了渲染效率，通过虚拟仿真和动态展示，实现了对水文过程动态演变的直观呈现，能够以多维可视的方式展示水文演变过程的渲染效果和范围，并且能够通过时间轴动态调节模型，实现对不同时间点水文情况的动态观察，决策者可根据需要随时调整时间轴，了解水文演变的时空特征，为更具针对性的决策提供支持。

技术特征：

1.一种水动力模型与数字孪生场景的融合渲染及动态展示方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的水动力模型与数字孪生场景的融合渲染及动态展示方法，其特征在于，对所述一二维水动力结果数据进行处理和解析，包括：

3.根据权利要求2所述的水动力模型与数字孪生场景的融合渲染及动态展示方法，其特征在于，对所述一二维水动力结果数据进行处理和解析，还包括：

4.根据权利要求1所述的水动力模型与数字孪生场景的融合渲染及动态展示方法，其特征在于，根据顶点位置和顶点索引关系构建几何模型和网格结构，包括：

5.根据权利要求1或3所述的水动力模型与数字孪生场景的融合渲染及动态展示方法，其特征在于，对所述水深数据进行归一化处理并实现水深数据的动态着色，包括：

6.根据权利要求1所述的水动力模型与数字孪生场景的融合渲染及动态展示方法，其特征在于，将屏幕划分成多个独立区域分别渲染不同的水深数据，包括：

7.根据权利要求1所述的水动力模型与数字孪生场景的融合渲染及动态展示方法，其特征在于，通过时间轴动态展示水文变化过程的渲染效果和范围，包括：

8.根据权利要求1所述的水动力模型与数字孪生场景的融合渲染及动态展示方法，其特征在于，还包括：实时显示经纬度和水深数据，具体包括：

9.根据权利要求8所述的水动力模型与数字孪生场景的融合渲染及动态展示方法，其特征在于，还包括：显示水深过程曲线图表，具体包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储用于设备执行的程序代码，该程序代码包括用于执行如权利要求1-9中任一项所述方法的步骤。

技术总结本申请涉及仿真推演模拟技术领域，解决了现有技术中的水文模型的表达形式单一，与真实场景融合效果有限，缺乏直观的可视化与即时的仿真的问题，公开了一种水动力模型与数字孪生场景的融合渲染及动态展示方法，包括：对一二维水动力结果数据进行处理和解析，构建几何模型和网格结构，水深数据的归一化处理以及动态着色，分屏渲染以及基于时间轴的水文变化过程的动态展示，实现了与水动力模型的实时对接，将水的动力模型的结果数据无缝融入决策过程，通过虚拟仿真和动态展示，实现了对水文过程动态演变的直观呈现，能够以多维可视的方式展示水文演变过程的渲染效果和范围。技术研发人员：黄佳河,马雨洁,谢传金,宁海元,胡金鑫,李强受保护的技术使用者：杭州易知微科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29