一种气象海洋数据三维可视化方法技术

本发明专利技术公开了一种气象海洋数据三维可视化的方法，其步骤如下：从遥感卫星和3D全景扫描仪获得整体数据与局部细节数据；将上述数据整合，用建模软件按比例生成3D场景模型；将监测仪器记录的实时数据以及所述3D场景模型，用渲染引擎进行实时渲染；外接VR设备，更直观的提供环境变化的情况；将上述所有数据上传到云端服务器，以便以后查阅、防止数据被恶意篡改；本发明专利技术的有益效果是：可以实时的反应气象变化情况，辅助技术人员进行研究与分析，尤其是极端的气象环境，能极大的保证技术人员的安全；外接VR设备可以将更细节的向技术人员反馈气象变化状况；上传云端服务器可以保证数据的原始性。始性。始性。

【技术实现步骤摘要】
一种气象海洋数据三维可视化方法


[0001]本专利技术涉及气象海洋领域，一种气象海洋数据三维可视化的方法。

技术介绍

[0002]三维可视化是可视化研究的一个重要方向，在科学计算和工程分析中占据着非常重要的地位，其对气象海洋的科学研究与分析也具有十分重要的意义和价值。
[0003]在计算机辅助的可视化领域，几种不同的可视化方法也存在着类比，但是可视化也因为它计算的复杂性，很少被气象海洋领域可视化所应用。海洋三维可视化可能会在任何地方改变形状，并且每个空间点，每个时刻都在进行着积分运算，这在一方面受计算机运算效率的限制，另一方面会对数据进行一定限制。国内外在三维可视化研究方面做了许多相关的研究，并且分在CPU或者GPU上进行可三维视化的实现，但是针对气象海洋数据三维可视化的应用并没有相关试剂使用及实现，并且也没有针对海洋数据的特点进行相关实验及进展，而数据三维可视化对海洋科研人员进行海洋数据处理以及更深入的理解有巨大的帮助。
[0004]随着计算机运算能力的提高尤其是GPU并行处理能力的提升和观测数据、模式数据资料的丰富，针对海洋动态的三维可视化成为可能，海洋气象三维可视化对于研究海洋的产生、发展与消亡，乃至人类的起源具有非常重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种气象海洋数据三维可视化的方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下步骤，一种气象海洋数据三维可视化的方法，包括以下步骤：
[0007]S1数据获取：从遥感卫星数据获取整体数据，从3D全景扫描仪获取局部细节数据；
[0008]S2模型建设：将所述整体数据整合，利用建模软件按比例生成三维立体场景模型的基本轮廓，根据所述局部细节数据对三维立体场景模型的基本轮廓进行进一步修饰，生成3D场景模型；
[0009]S3GPU渲染：将所述3D场景模型与监测仪器记录的实时数据输入到渲染引擎中，用GPU进行场景实时渲染；
[0010]S4数据上传，将所述渲染效果与所述所有数据分别上传云端服务器。
[0011]优选的，在上述一种气象海洋数据三维可视化的方法中，所述S3GPU渲染步骤，所述渲染引擎优选UE5。
[0012]优选的，在上述一种气象海洋数据三维可视化的方法中，所述S3GPU渲染步骤，其渲染效果可以输入到VR虚拟现实设备。
[0013]本专利技术根据遥感卫星数据与3D全景扫描仪扫描的数据，将地形地貌与实时的环境变化进行还原，并制作成三维动画，可以完整直观的将环境变化情况反馈给研究人员，尤其是当遇到台风、巨浪等这种极端的海洋天气，研究人员足不出户便可掌握研究区域的环境
变化情况；本专利技术还可以外接VR设备，研究人员置身其中，对环境变化情况进行更细节的解析。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0015]图1附图为本专利技术的整体流程图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的范围。
[0017]首先获取数据，整体数据来源于遥感卫星数据，这些数据可以是，但不限于，不同波段、不同精度、不同高度的遥感卫星图片、遥感卫星影像数据、气象数据、海洋数据等。
[0018]进一步的，用3D全景扫描仪对局部地形地貌进行全景扫描，记录海面高度、云层厚度、海浪高度等数据，同时对重要的地质特征进行解析，例如：珊瑚空间构造、海层面解析、云层解析等，将上述数据作为局部细节数据。
[0019]进一步的，将整体数据作为根据，利用3Ds Max软件建模，按比例还原所研究的地形地貌，生成三维立体场景模型的基本轮廓。
[0020]进一步的，将采集的局部细节数据作为根据，将上述三维立体场景模型的基本轮廓进行细节修饰，把珊瑚空间构造、海层面解析、云层解析等重要参数加入图层，生成3D场景模型。
[0021]进一步的，将上述场景模型输入到电子设备中，该电子设备可以是，智能手机、台式电脑、平板电脑、笔记本电脑等一切含有CPU、GPU、RAM、ROM的电子设备。该电子设备设有多个接口，外接实时监测仪器。
[0022]进一步的，监测仪器记录的实时数据以电信号或波段信号或卫星信号等方式传输到上述电子设备。
[0023]进一步的，电子设备的储存器(RAM、ROM)记录下风速、降水量、水位、湿度、温度等环境数据。
[0024]进一步的，CPU调用储存器中的数据进行计算，形成电子信号输入到GPU中，进行实时渲染。
[0025]进一步的，GPU渲染引擎优选UE5，此引擎优势有：拥有全新的物理引擎、高效的纹理绘制、多线程渲染；将上述3D场景模型作为背景输入到UE5中进行渲染，而监测仪器记录的实时数据则作为实时参数入到UE5中进行实时渲染；渲染效果如实施例1：
[0026]实施例1：
[0027]t1时间点风速为2级、降水量为50mm，t2时间点风速为3级、降水量为75mm；t3时间点
风速为4级、降水量为100mm；由时间点t1到t2到t3的整个过程，以实时数据为根据，按帧渲染为动态动画，其输出的动画效果与实际环境变化效果一致。由此，气象海洋数据便实现三维可视化。
[0028]进一步的，上述电子设备可以外接AR虚拟现实设备，将UE5渲染的动画效果输入到AR虚拟现实设备，可以全息全景全方位的展示环境变化情况。
[0029]进一步的，上述所有数据以及渲染的动画效果上传到云端服务器，方便以后查阅、防止数据被恶意篡改。
[0030]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0031]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本专利技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本专利技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气象海洋数据三维可视化的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1数据获取：从遥感卫星数据获取整体数据，从3D全景扫描仪获取局部细节数据；S2模型建设：将所述整体数据整合，利用建模软件按比例生成三维立体场景模型的基本轮廓，根据所述局部细节数据对三维立体场景模型的基本轮廓进行进一步修饰，生成3D场景模型；S3GPU渲染：将所述3D场景模型与监测仪器记录的实时数据输入到渲染引擎中，用GPU进行场景实时渲染；S4数据上传，将所述渲...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡岳炜，宋彪，徐江安，
申请(专利权)人：南京紫晴信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：