【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水利工程领域。
技术介绍
1、虚拟现实(vr)一种3d沉浸式感知方法，通过模拟环境中的三维计算机图像提供的系统应用程序，并通过利用独特设计的电子技术进行可视化，以直观的方式为用户提供一个身临其境的虚拟环境，并可以与对象进行交互感知。bim即建筑信息模型，建筑信息模型(building information modeling，bim)是建筑学、工程学及土木工程的新工具，既是一种工程三维设计成果的表现形式，也是一种设计理念、方法、流程和规范。三维实景模型是基于倾斜摄影技术，通过无人机搭载的设备从高空各个角度拍摄图片，基于空三算法，构建真实场景现状三维模型，叠加图片后等得到逼真的三维实景模型。水动力学模型一般基于水动力学理论、水流能量方程式等数学物理方程构建，用于计算和模拟陆地河流、湖水流、海洋等的运动。
2、目前在结合水动力学模型往往是二维动态可视化，使得用户及决策者对洪水动态演进以及防洪风险措施对措施效果的无法给人身临其境、真实的洪水模拟感受和体验，存在展示效果不足的问题。复杂的仿真结果对于非专业人员来说难以理解，且无法将洪水状态结合局部现状真实场景，不利于决策者进行洪水风险分析及措施提案。因此直观的向一般公众和决策者传达洪水的行进状态、过程、规模非常必要。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此，本专利技术的目的在于提出一种基于bim+vr的防洪风险及措施效果沉浸式感知方法，用于直观的向一般公
3、为达上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种基于bim+vr的防洪风险及措施效果沉浸式感知方法，包括：
4、根据目标地形的地面航拍照片和三维点云数据利用三维实景建模平台构建实景模型和数字高程模型；
5、按精度要求对所述目标地形进行剖分，并根据所述数字高程模型，构建数值仿真模型；对所述数值仿真模型设置计算条件，得到各时刻洪水计算结果；
6、将所述各时刻洪水计算结果转换成三维网格模型数据，将所述三维网格模型数据构建为unity软件支持的三维动态模型；
7、将所述实景模型转换为unity软件支持的实景场景模型；
8、将所述各时刻洪水计算结果、所述三维动态模型、所述实景场景模型进行在unity软件集成，将集成得到的洪水模拟结果进行vr三维动态沉浸式展示。
9、另外，根据本专利技术上述实施例的一种基于bim+vr的防洪风险及措施效果沉浸式感知方法还可以具有以下附加的技术特征：
10、进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述将所述各时刻洪水计算结果转换成三维网格模型数据，将所述三维网格模型数据构建为unity软件支持的三维动态模型，包括：
11、基于所述各时刻洪水计算结果，提取各个步长下计算水力要素结果。
12、提取洪水模拟仿真所用的目标地形数据，所述目标地形数据包括节点坐标和三角面编码，其中节点坐标表示为[x1,y1,z1]，三角面编码表示为[node1，node2，node3，node1]；
13、将三角面编码中z坐标值替换为洪水演进结果所述各时刻洪水计算结果的水深值，构建数据表；
14、对所述数据表进行筛选，仅保留有水深要素的数据，构建洪水演进面。
15、将所述洪水演进面的数据转为json格式。
16、进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述将所述各时刻洪水计算结果转换成三维网格模型数据，将所述三维网格模型数据构建为unity软件支持的三维动态模型，还包括：
17、基于vr平台unity以时间为序列解析各时刻的洪水模拟结果；
18、对所述洪水模拟结果的解析结果进行映射；
19、对映射的结果进行可视化渲染；
20、针对可视化渲染的结果，对应unity支持的左手坐标系进行空间坐标的放缩、平移和旋转，基于空间向量矩阵实现空间投影坐标至unity的世界坐标系统转换，基于函数transform.localscale实现洪水模型的等比缩尺，基于函数transform.position、transform.rotation实现洪水模型的平移及旋转，完成模型整体的空间坐标变换。
21、进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述将所述实景模型转换为unity软件支持的实景场景模型，包括：
22、对实景模型进行层级解析；
23、对层级解析后的结果进行空间坐标转换。
24、为达上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种基于bim+vr的防洪风险及措施效果沉浸式感知装置，包括以下模块：
25、构建模块，用于根据目标地形的地面航拍照片和三维点云数据利用三维实景建模平台构建实景模型和数字高程模型；
26、计算模块，用于按精度要求对所述目标地形进行剖分，并根据所述数字高程模型，构建数值仿真模型；对所述数值仿真模型设置计算条件，得到各时刻洪水计算结果；
27、第一转换模块，用于将所述各时刻洪水计算结果转换成三维网格模型数据，将所述三维网格模型数据构建为unity软件支持的三维动态模型；
28、第二转换模块，用于将所述实景模型转换为unity软件支持的实景场景模型；
29、集成模块，用于将所述各时刻洪水计算结果、所述三维动态模型、所述实景场景模型进行在unity软件集成，将集成得到的洪水模拟结果进行vr三维动态沉浸式展示。
30、进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述第一转换模块，还用于：
31、基于所述各时刻洪水计算结果，提取各个步长下计算水力要素结果。
32、提取洪水模拟仿真所用的目标地形数据，所述目标地形数据包括节点坐标和三角面编码，其中节点坐标表示为[x1,y1,z1]，三角面编码表示为[node1，node2，node3，node1]；
33、将三角面编码中z坐标值替换为洪水演进结果所述各时刻洪水计算结果的水深值，构建数据表；
34、对所述数据表进行筛选，仅保留有水深要素的数据，构建洪水演进面。
35、将所述洪水演进面的数据转为json格式。
36、进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述第一转换模块，还用于：
37、基于vr平台unity以时间为序列解析各时刻的洪水模拟结果；
38、对所述洪水模拟结果的解析结果进行映射；
39、对映射的结果进行可视化渲染；
40、针对可视化渲染的结果，对应unity支持的左手坐标系进行空间坐标的放缩、平移和旋转，基于空间向量矩阵实现空间投影坐标至unity的世界坐标系统转换，基于函数transform.localscale实现洪水模型的等比缩尺，基于函数transform.position、transform.rotation实现洪水模型的平移及旋转，完成模型本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于BIM+VR的防洪风险及措施效果沉浸式感知方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述各时刻洪水计算结果转换成三维网格模型数据，将所述三维网格模型数据构建为Unity软件支持的三维动态模型，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述各时刻洪水计算结果转换成三维网格模型数据，将所述三维网格模型数据构建为Unity软件支持的三维动态模型，还包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述实景模型转换为Unity软件支持的实景场景模型，包括：
5.一种基于BIM+VR的防洪风险及措施效果沉浸式感知装置，其特征在于，包括以下模块：
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一转换模块，还用于：
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一转换模块，还用于：
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二转换模块，还用于：
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任意一项所述的基于BIM+VR的防洪风险及措施效果沉浸式感知方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于bim+vr的防洪风险及措施效果沉浸式感知方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述各时刻洪水计算结果转换成三维网格模型数据，将所述三维网格模型数据构建为unity软件支持的三维动态模型，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述各时刻洪水计算结果转换成三维网格模型数据，将所述三维网格模型数据构建为unity软件支持的三维动态模型，还包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述实景模型转换为unity软件支持的实景场景模型，包括：
5.一种基于bim+vr的防洪风险及措施效果沉浸式感知装置，其特征在于，包括以下模块：
...【专利技术属性】
技术研发人员：来亦姝，王超，张社荣，王枭华，霍文龙，苗洺瑄，张玉明，刘建龙，王永飞，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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