【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及防震减灾，更具体的涉及一种基于city engine规则集的叠溪古镇地震受灾过程三维可视化模拟方法、系统和设备。
技术介绍
1、地震是对人类生存安全危害最大的自然灾害之一。地震造成的建筑倒塌、设施损毁、交通堵塞、堤坝决口坍塌、人员伤亡，给生命财产和经济建设造成巨大的损失。
2、搭建三维可视化场景，可以直观展示真实的受灾地区整体环境、风貌特色以及文化遗产等方面状况，借助三维可视化场景灾害模拟技术能趋近真实地还原地区受灾的具体情况。然而，为一个地区建立三维模型仍是当今城市规划中重要的挑战之一。
3、传统的三维建模方法包括基于传统手工建模方法、基于三维激光扫描的建模方法、基于倾斜摄影测量技术和基于规则的程序建模方法。基于传统手工建模方法虽然模型精细度高，单体建模效果出众，但建模成本高、耗时长、覆盖范围小，难以进行三维空间分析与三维模型更新。基于三维激光扫描的建模方法虽具有数据获取周期短、精度高、时效性高、主动性强、扫描场景大等特点，但数据采集成本较高，数据处理过程复杂且对建模的技术要求较高。基于倾斜摄影测量技术虽然自动化程度较高，实景三维建模纹理真实感强，但模型精细度低，模型三角网繁多，数据冗余，占用内存较大。基于规则的程序建模方法虽然可以快速、自动、批量创建大规模、交互式的三维空间环境，动态、批量修改模型，但对复杂度高的建筑，建模难度大，无法实现对大规模的高真实度的城市建筑物三维地震灾害模拟。
4、综上，现有技术中的三维建模方法由于数据采集规模大，导致数据处理过程复杂，增加了对复杂度
技术实现思路
1、针对上述领域中存在的问题，本专利技术提出了一种地震受灾过程三维场景模拟方法、系统和设备，能够解决由于数据采集规模大，导致数据处理过程复杂，增加了对复杂度高的建筑建模的难度，无法对大规模城市建筑物的三维地震灾害过程进行快速、高真实度的模拟的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种地震受灾过程三维场景模拟方法，包括以下步骤：
3、通过搜集受灾古城的历史资料和航拍，确定受灾古城的复原地形和复原平面图；
4、将复原地形和复原平面图对照，将受灾古城的各要素转换成shapefile多点特征类的矢量化数据；将矢量化数据中的数字高程模型转换为高程点，比对无人机航拍的照片修改高程点数据；根据高程点创建三角形不规则网络，生成受灾古城的3d地形；
5、对受灾古城的3d地形的建筑和周边环境进行重建，复原受灾古城的3d场景；
6、在unreal engine软件中添加蓝图文件并添加关卡序列，通过在关卡序列中添加摄像头及摄像头移动的路径，将蓝图文件添加在需要震动的时间区间内，对受灾古城的地震场景进行模拟；通过调整地震发生的碎裂的爆炸当量来模拟几何体碎裂的强度，模拟山体滑坡场景；通过调整山体滑坡后水流的颜色以及参数，模拟堰塞湖的形成场景。
7、优选地，所述搜集受灾地区的历史资料包括受灾地区的相关地图、高分辨率遥感影像、无人机实地照片、历史照片，通过地理空间数据云获取分辨率为30m的dem栅格数据，以及高分辨率遥感影像、无人机拍摄实地照片。
8、优选地，所述确定受灾古城的复原地形和复原平面图，包括以下步骤：
9、根据文献记载的受灾古城的历史数据，总结受灾古城的方位信息；
10、根据无人机拍摄的照片和受灾古城的方位信息，推导受灾古城的四个边界位置和方为布局；
11、根据地震发生后健在的当事人对受灾场景进行描述，工程师绘制出受灾古城的复原平面图；
12、通过历史数据记载的内容与相关论文数据，得到地震发生的具体情况，包括地震等级、地震引发山体滑坡数据及山体滑坡形成的堰塞湖的库容数据。
13、优选地，所述转换成多点特征类矢量化数据，包括以下步骤：
14、通过arcgis对前期收集的遥感图像与旧照片二维地图进行数字化，转换成shapefile多点特征类矢量化数据；
15、根据shapefile多点特征类矢量化数据，构建灾前基础大场景的空间布局，其中，所述空间布局包括点、线、面如景观、道路、河流、耕地和建筑的位置与形状；
16、矢量数据包括模型的属性信息，具体包括名称、高度和楼层数；
17、数据均统一采用wgs1984坐标系。
18、优选地，所述复原受灾古城的3d场景，包括以下步骤：
19、在city engine软件中对不同的对象进行规则建模时，根据个人需求通过自动调整模型对象的形状，定义编写程序，生成不同的景观和建筑；
20、通过调查档案，搜集受灾古城的文字、旧地图、图纸和历史照片，结合档案数据确定模型对象的统计数据，将统计数据作为规则建模的属性值；
21、将受灾古城的复原平面图与历史资料、现场调研相衔接，作为依据进行重建，包括重建建筑和重建周边环境，其中：
22、重建建筑分为木制的农业建筑和地标建筑；通过手动更改建筑的多个属性值，调整3d场景的外观；3d场景中的纹理选择与档案图像历史照片相匹配，根据现存的建筑推测历史建筑的纹理；地标建筑采用sketch up建模，并通过obj格式导入city engine软件，通过调整房屋朝向与布局，建筑与建筑组合情况，构成受灾古城的3d场景；
23、周边环境包括农作物、植物和自然元素；农作物使用快贴图，植物使用散布规则，通过编写植物的行数、列数以及植物之间的间距，地块按照规则生成植物，自然元素包括河流、湖泊和山脉。
24、优选地，所述对受灾古城的地震场景进行模拟，包括以下步骤：
25、通过在unreal engine软件的蓝图选项中添加camera shake的关卡蓝图；
26、在关卡蓝图中调整参数，将震动类型修改为振荡管震动，修改振幅与频率大小；
27、在unreal engine软件中添加关卡序列，在关卡序列中新添加摄像头和摄像头移动的路径，将设置的camera shake的关卡蓝图文件添加在需要震动的时间区间内，点击播放，模拟受灾古城的三维场景的地震过程。
28、优选地，所述模拟山体滑坡场景，包括以下步骤：
29、根据模拟的受灾古城的三维场景的地震过程，确定滑坡发生的具体位置；
30、根据发生滑坡的具体位置创建几何体，与历史记载中的滑坡位置地形契合，恢复地震之前地貌；
31、创建几何集合后，将chaos作为unreal engine软件中实时模拟破碎的工具，将chaos的破裂效果进行录制，复制后复用，山体滑坡使用碎裂命令，启用重力与碰撞力，并通过关卡序列或关卡蓝图进行触发，从而形成山体滑坡场景；使用破裂模式将其分解，并定义确定其分解方式的设置；
32、采用簇和统一破裂，通过转至级别统计窗口来查看当前的断裂层次本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种地震受灾过程三维场景模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的地震受灾过程三维场景模拟方法，其特征在于，所述搜集受灾地区的历史资料包括受灾地区的相关地图、高分辨率遥感影像、无人机实地照片、历史照片，通过地理空间数据云获取分辨率为30m的DEM栅格数据，以及高分辨率遥感影像、无人机拍摄实地照片。
3.根据权利要求2所述的地震受灾过程三维场景模拟方法，其特征在于，所述确定受灾古城的复原地形和复原平面图，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的地震受灾过程三维场景模拟方法，其特征在于，所述转换成多点特征类矢量化数据，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的地震受灾过程三维场景模拟方法，其特征在于，所述复原受灾古城的3D场景，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的地震受灾过程三维场景模拟方法，其特征在于，所述对受灾古城的地震场景进行模拟，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的地震受灾过程三维场景模拟方法，其特征在于，所述模拟山体滑坡场景，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所
9.一种地震受灾过程三维场景模拟系统，其特征在于，包括：
10.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种地震受灾过程三维场景模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的地震受灾过程三维场景模拟方法，其特征在于，所述搜集受灾地区的历史资料包括受灾地区的相关地图、高分辨率遥感影像、无人机实地照片、历史照片，通过地理空间数据云获取分辨率为30m的dem栅格数据，以及高分辨率遥感影像、无人机拍摄实地照片。
3.根据权利要求2所述的地震受灾过程三维场景模拟方法，其特征在于，所述确定受灾古城的复原地形和复原平面图，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的地震受灾过程三维场景模拟方法，其特征在于，所述转换成多点特征类矢量化数据，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的地震受灾过程三维场景模拟方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：师满江，邓胜有，陈嘉欢，周正东，周逸，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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