专利名称：一种水污染三维动态演进方法
技术领域：
本发明属于水污染三维动态演进及仿真。具体涉及KML仿真数据文件的生成以及 在地图上绘制污染物曲线的方法。
背景技术：
水污染动态模拟主要分为模型，算法和模拟结果可视化三个部分。水污染扩散过 程可视化是将建模输出文件中的数据使用Arc GIS Engine绘制成地图元素，并不断刷新来 达到动态模拟污染物演进的过程。由于需要不断的读取数据，转化成地图元素，刷新显示， 因此传统的水污染扩散可视化都是在本地GIS地图上动态模拟污染物扩散过程。Ajax技术 的推出和互联网的迅速发展使得水污染动态模拟不再局限在本地GIS上，借助Google地图 动态模拟服务器建模输出的数据，能将水污染信息发布到网上，方便用户使用。
发明内容
本发明提供一种水污染三维动态演进方法，主要解决三维模拟仿真如何生成KML， 以及一种基于KML与GoogleEarth的三维模拟演进方法。本发明的技术方案是这样实现的将江河水污染信息生成KML，根据仿真计算结果与相应的空间数据绘制仿真多边 形，进而在GoogleEarth上显示出来，其步骤为1)设置模拟开始时间Tl和模拟结束时间T2 ；2)让当前计算时间Time = Tl ；3)读取污染物数据库中在Time时刻上所有污染浓度大于控制阈值CO的计算点的 经纬度数据和污染浓度数据C ；4)根据污染浓度数据C确定污染团颜色代码生成颜色属性标签〈color〉；5)根据时间Time值转换成KML时间格式并生成时间标签<TimeStamp> ；6)根据多边形绘制算法，将步骤3)读取的所有计算点两两之间扩展出污染团多 边形的经纬度值，生成污染团多边形标签〈Polygon〉；7)改变模拟开始时间，让Tl = Tl+t ；其中t为时间控制增量；8)如果模拟开始时间Tl大于模拟结束时间T2，则转到步骤9)，否则转到步骤2)；9)将以上步骤所生成的所有污染团KML片段合并，输出最终的KML文件；10)将步骤9)生成的文件用Google Earth发布。本发明使用开放数据标准的Google地图以及其绘图API模拟污染物演进曲线。 网页时间控制函数操纵后台读取该时刻污染物信息，包括污染物浓度，沿河监测点经纬度 等信息。脚本程序筛选该时刻污染物浓度并将其经纬度信息记录在数组传给Google绘图 API，调用绘图函数在Google地图上绘制该时刻污染物曲线，同时将前锋浓度传递给绘图 API，控制曲线颜色反应污染物演进前锋浓度。水污染三维动态演进的目的在于给用户一个直观，清晰的显示效果以为应急响应、应急决策工作提供最大程度的支持，应用本结构将可达到较高的三维真实体验感和时 效性，并且实现难度小，对网络传输速率要求较低。
图1为基于KML与GoogleEarth的三维模拟演进结构图；下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明。
具体实施例方式基于KML与GoogleEarth的三维模拟KML文件的特点是能够描述与存储具有时空属性的地理信息，可以将突发事故变 化过程用明显的点、线、面形状加颜色变化来描述，并可以在GoogleEarth上进行演示。凭 借KML的这一特征，可以将突发事件用多边形标记来描述随时间的变化过程，同时用多边 形来表示突发事件影响区域随时间的变化过程，并在GoogleEarth中进行播放，从而实现 模拟仿真。系统采用服务器端脚本语言读取仿真模型计算的结果和相关空间数据，实时动态 的生成KML文件，加载到浏览器GoogleEarth插件中进行显示或者提供文件下载服务，供用 户进行本地仿真。系统结构如图1所示。这部分的重点在于KML仿真数据文件的生成，其中的难点在于如何根据仿真计算 结果与相应的空间数据绘制仿真多边形。例如本发明设计的基于WebGIS的江河水污染应 急信息系统中水污染扩散变化的三维模拟，根据河道中心点与沿程计算点进行匹配，并根 据两个计算点为轴扩展多边形，多边形的尺寸依据实际河道的宽度来确定。具体扩展形状 为长方形、梯形或者椭圆，依据观察者视角与距离来确定。下面为本文生成水污染扩散变化 三维模拟KML文件的过程1)设置模拟开始时间Tl和模拟结束时间T2 ；2)让当前计算时间Time = Tl ；3)读取污染物数据库中在Time时刻上所有污染浓度大于控制阈值CO的计算点的 经纬度数据和污染浓度数据C ；4)根据污染物浓度C确定污染团颜色代码生成颜色属性标签〈color〉；5)根据时间Time值转换成KML时间格式并生成时间标签<TimeStamp> ；6)根据多边形绘制算法，将步骤3)读取的所有计算点两两之间扩展出污染团多 边形的经纬度值，生成污染团多边形标签〈Polygon〉；7)改变边界时间，让Tl = Tl+t ；其中t为时间控制增量；8)如果模拟开始时间Tl >模拟结束时间T2，则转到步骤9)，否则转到步骤2)；9)将所有污染团KML片段整合输出最终的KML文件；10)将步骤9)生成的文件用Google Earth发布。本方案可以用来进行各类能够用时间和形状所刻画的事件的动态变化过程。
权利要求
一种水污染三维动态演进方法，其特征在于，将江河水污染信息生成KML，根据仿真计算结果与相应的空间数据绘制仿真多边形，进而在GoogleEarth上显示出来，其步骤为1)设置模拟开始时间T1和模拟结束时间T2；2)让当前计算时间Time＝T1；3)读取污染物数据库中在Time时刻上所有污染浓度大于控制阈值C0的计算点的经纬度数据和污染浓度数据C；4)根据污染浓度数据C确定污染团颜色代码生成颜色属性标签<color>；5)根据时间Time值转换成KML时间格式并生成时间标签<TimeStamp>；6)根据多边形绘制算法，将步骤3)读取的所有计算点两两之间扩展出污染团多边形的经纬度值，生成污染团多边形标签<Polygon>；7)改变模拟开始时间，让T1＝T1+t；其中t为时间控制增量；8)如果模拟开始时间T1大于模拟结束时间T2，则转到步骤9)，否则转到步骤2)；9)将以上步骤所生成的所有污染团KML片段合并，输出最终的KML文件；10)将步骤9)生成的文件用Google Earth发布。
全文摘要
本发明是公开一种水污染三维动态演进方法。主要解决三维模拟仿真如何生成KML，以及一种基于KML与GoogleEarth的三维模拟演进方法。系统采用服务器端脚本语言读取仿真模型计算的结果和相关空间数据，实时动态的生成KML文件，加载到浏览器GoogleEarth插件中进行显示或者提供文件下载服务，供用户进行本地仿真。应用本方案模拟黄河中下游水污染扩散过程，污染物随时间演进过程清晰，平台操作界面简单，直观，可达到较高的三维真实体验感和时效性，并且实现难度小，对网络传输速率要求较低。以为应急响应、应急决策工作提供最大程度的支持。
文档编号G06T13/60GK101950298SQ20101028655
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月19日 优先权日2010年9月19日
发明者于婵婵, 李波 申请人:西安交通大学