一种基于时序栅格数据生成数字孪生热力仿真效果的方法技术

本发明专利技术涉及数字孪生应用场景技术领域，公开了一种基于时序栅格数据生成数字孪生热力仿真效果的方法，包括：提取时序栅格源数据，并进行栅格数据处理，同时导入波长区间规则；对时序栅格源数据进行平滑滤波均值计算和压缩转换操作，生成灰度渲染贴图；根据灰度渲染贴图和云渲染仿真材质进行渲染序列帧封装、渲染网格装载，进而进行热力仿真云渲染；根据时间轴进行仿真过程演化，以实现供用户访问的可视化引擎界面。本发明专利技术提供的方法，能够将一系列栅格单元内包含了时间维度上的数据源，通过栅格预处理、服务发布，动态规则配置、动态加载、遵循标准化流程的范式输入输出的方式，生成用于数字孪生应用场景中以数据驱动方式的云渲染热力仿真效果。染热力仿真效果。染热力仿真效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时序栅格数据生成数字孪生热力仿真效果的方法


[0001]本专利技术涉及数字孪生应用场景
，特别涉及一种基于时序栅格数据生成数字孪生热力仿真效果的方法。

技术介绍

[0002]在数字孪生应用场景中，通常会以三维热力分布的形式来表达总体和多个变量之间的差异，而以数据驱动的传统热力仿真面临着数据形式多样，数据颗粒度程度差异较大，数据量庞大无法加载，响应速度慢，可视化效果不佳，无法生成精细三维热力图等问题；同时在实际的基于热力分布的数字孪生应用中，由于数据体量庞大，数据格式多样，将会增加可视化渲染的难度，造成渲染性能降低。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种基于时序栅格数据生成数字孪生热力仿真效果的方法，能够将一系列栅格单元内包含了时间维度上的，例如气温、人口密度、积水分布、设备温湿度、燃烧含氧量等现有的环境、气象、人口、交通等相关的数据源，通过栅格预处理、服务发布，动态规则配置、动态加载、遵循标准化流程的范式输入输出的方式，生成用于数字孪生应用场景中以数据驱动方式的云渲染热力仿真效果。
[0004]本专利技术提供了一种基于时序栅格数据生成数字孪生热力仿真效果的方法，包括：
[0005]提取时序栅格源数据，并对所述时序栅格源数据进行栅格数据处理，同时导入波长区间规则；
[0006]根据所述波长区间规则对所述时序栅格源数据进行平滑滤波均值计算和压缩转换操作，生成灰度渲染贴图；
[0007]根据所述波长区间规则确定云渲染仿真材质；
[0008]根据所述灰度渲染贴图和云渲染仿真材质进行渲染序列帧封装、渲染网格装载，进而进行热力仿真云渲染；
[0009]根据时间轴进行仿真过程演化，以实现供用户访问的可视化引擎界面。
[0010]进一步地，所述提取时序栅格源数据，并对所述时序栅格源数据进行栅格数据处理，同时导入波长区间规则的步骤之前，还包括：
[0011]获取所述时序栅格源数据，并对所述时序栅格源数据进行存储得到时间序列栅格数据组。
[0012]进一步地，根据波长区间规则对所述时序栅格源数据进行平滑滤波均值计算和压缩转换操作，生成灰度渲染贴图的步骤，包括：
[0013]提取时间序列栅格数据组中的波长极值，并根据波长区间规则提取等级区间；
[0014]对栅格每个点位像素的波长值进行均值滤波计算，以重新生成新值；
[0015]根据所述等级区间将栅格点位波长值归一化至0
‑
1的区间，并进行压缩以生成栅格灰度渲染贴图。
[0016]进一步地，所述根据所述波长区间规则对所述时序栅格源数据进行平滑滤波均值计算和压缩转换操作，生成灰度渲染贴图的步骤之后，还包括：
[0017]将所述灰度渲染贴图以资源服务的方式动态发布；其中，所述灰度渲染贴图为适用于云渲染的灰度渲染贴图。
[0018]进一步地，所述根据所述波长区间规则确定云渲染仿真材质的步骤，包括：
[0019]根据所述波长区间规则确定颜色区间；
[0020]对所述颜色区间进行效果调整和材质制作，得到热力仿真渲染材质，并将其作为云渲染仿真材质。
[0021]进一步地，所述时序格栅源数据的数据源格式为格栅文本格式。
[0022]本专利技术的有益效果为：
[0023]本专利技术基于时序栅格数据生成数字孪生热力仿真效果的方法通过以栅格文本数据作为统一的热力仿真输入数据源，保证了数据源的精度储存，并利用卷积平滑滤波处理技术处理热力过渡效果，结合动态规则对栅格数据进行归一化和压缩处理，结合云渲染技术，将一段时间内的栅格数据压缩成灰度图，融合虚幻渲染引擎的热力仿真材质并封装成渲染序列帧，达到高精度、高还原度、以数据驱动的三维热力仿真可视化效果，并能够沿时间轴进行数据可视化和过程演化。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的可视化渲染的核心处理整体流程示意图。
[0025]图2为本专利技术中数据源到仿真过程演化的流程逻辑示意图。
[0026]图3为本专利技术中栅格数据优化处理和压缩的流程逻辑示意图。
[0027]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0028]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]基于时序栅格数据生成数字孪生热力仿真效果的方法，主要目的是为了能够将一系列栅格单元内包含了时间维度上的，例如气温、人口密度、积水分布、设备温湿度、燃烧含氧量等现有的环境、气象、人口、交通等相关的数据源，通过栅格预处理、服务发布，动态规则配置、动态加载、遵循标准化流程的范式输入输出的方式，生成用于数字孪生应用场景中以数据驱动方式的云渲染热力仿真效果。
[0030]数字孪生为：数字孪生就是计算机、网络通信等数字技术，创造一个数字版的现实世界的“克隆体”，也被称为“数字孪生体”，它被创建在信息化平台上，是虚拟的。数字孪生充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中反映出对应物理世界的实体装备的全生命周期。
[0031]本专利技术以栅格文本格式作为数据的数据源格式，通过栅格化处理，动态引入波长区间规则，对源数据进行平滑滤波均值计算和压缩转换操作，生成适用于云渲染的灰度渲染贴图，并以资源服务的方式动态发布，结合渲染引擎的热力仿真材质进行高仿真、高还原度的数据驱动的三维热力仿真可视化渲染。
[0032]如图1
‑
2所示，本专利技术提供了一种基于时序栅格数据生成数字孪生热力仿真效果
的方法，展示了从数据源到栅格处理，栅格贴图生成，资源动态发布与加载，可视化渲染的核心处理整体流程，具体包括：
[0033]S1、获取所述时序栅格源数据，并对所述时序栅格源数据进行存储得到时间序列栅格数据组。
[0034]时序栅格数据为：将空间划分为有规律的网格单元，在网格单元上赋予具备时间维度的数据值，通常时序栅格数据可用于表示一段时间内的空间中的数据变化，常见的某一时刻的栅格数据如数字高程模型(DEM)、遥感影像等。
[0035]热力分布是一种通过对区域色块着色，表达色块数据间的关系、极值，刻画数据的整体样貌，以及对数据集之间进行比较的一种数据可视化表达；在实际的基于热力分布的数字孪生应用中，由于数据体量庞大，数据格式多样将会增加可视化渲染的难度，造成渲染性能降低，本专利技术以栅格文本格式作为时序格栅源数据的数据源格式，该方式有利于保证数据的细颗粒度和源数据的精度。
[0036]S2、提取时序栅格源数据，并对所述时序栅格源数据进行栅格数据处理，同时导入波长区间规则；
[0037]S3、根据所述波长区间规则对所述时序栅格源数据进行平滑滤波均值计算和压缩转换操作，生成灰度渲染贴图；
[0038]如图3所示针对栅格数据优化处理和压缩的流程逻辑，步骤S3具体包括：
[0039]S31、提取时间序列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时序栅格数据生成数字孪生热力仿真效果的方法，其特征在于，包括：提取时序栅格源数据，并对所述时序栅格源数据进行栅格数据处理，同时导入波长区间规则；根据所述波长区间规则对所述时序栅格源数据进行平滑滤波均值计算和压缩转换操作，生成灰度渲染贴图；根据所述波长区间规则确定云渲染仿真材质；根据所述灰度渲染贴图和云渲染仿真材质进行渲染序列帧封装、渲染网格装载，进而进行热力仿真云渲染；根据时间轴进行仿真过程演化，以实现供用户访问的可视化引擎界面。2.根据权利要求1所述的基于时序栅格数据生成数字孪生热力仿真效果的方法，其特征在于，所述提取时序栅格源数据，并对所述时序栅格源数据进行栅格数据处理，同时导入波长区间规则的步骤之前，还包括：获取所述时序栅格源数据，并对所述时序栅格源数据进行存储得到时间序列栅格数据组。3.根据权利要求2所述的基于时序栅格数据生成数字孪生热力仿真效果的方法，其特征在于，根据波长区间规则对所述时序栅格源数据进行平滑滤波均值计算和压缩转换操作，生成灰度渲染贴图的步骤，包括：提取时间序列栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯东柄，凌晖，伍亮，岑权军，
申请(专利权)人：广东元能星泰孪生科技创新有限公司，
类型：发明
国别省市：