[发明专利]一种三维地理信息系统全球真实云层的仿真方法

权利要求书

1.一种三维地理信息系统全球真实云层的仿真方法，包括以下步骤：

1)解析云图，将云图卷曲显示在地球大气层高度，并生成云图缓存；

2)构建四叉树结构的全球体积云瓦块；

3)根据相机或视角的高度不同，调度体积云瓦块；

4)通过在云图缓存中采样生成瓦块中的云朵；

5)通过使用连续多张全球云图，让全球云层效果随时间变化；

6)通过相机位置、云层高度和体积云瓦块中心点位置实时调整云层的透明度。

2.根据权利要求1所述的一种三维地理信息系统全球真实云层的仿真方法，步骤1)其特征在于，将.png格式的WGS84投影的云图读入内存，作为纹理贴在三维球体表面，形成一层半透明的球壳套在数字地球球壳外层；同时从云图图像数据中提取出每个像素的灰度和透明度，以灰度8位和透明度8位的格式缓存到内存中，以供生成真实体积云使用。

3.根据权利要求1所述的一种三维地理信息系统全球真实云层的仿真方法，步骤2)其特征在于，以经度范围(-180，180)、纬度范围(-90,90)作为体积云四叉树的根节点范围，以根节点经纬度范围为基础，采用二分法获得下一级别的四叉树节点范围，总共生成若干个级别的体积云瓦块。

4.根据权利要求1所述的一种三维地理信息系统全球真实云层的仿真方法，步骤3)其特征在于，根据相机或视角的高度不同，选取不同级别不同区块的体积云进行显示，离相机近的地方显示高级别的瓦块，离相机远的地方显示低级别的瓦块，从而达到显示效果和显示效率的平衡，是否需要显示更高一级瓦块的计算方法；计算瓦块投影到三维渲染窗口的投影面积，当投影面积大于一定数值时，则切换到下一级瓦块。

5.根据权利要求1所述的一种三维地理信息系统全球真实云层的仿真方法，步骤4)其特征在于，当某个瓦块显示出来时，在瓦块中均匀选取若干个点，分别计算这些点的经纬度，然后将这个经纬度换算为实时云图图像的像素坐标(通过在WGS84投影的云图像素坐标上进行线性映射)，根据像素坐标从云图图像缓存中获取灰度和透明度值来生成体积云云朵，体积云云朵是通过将云朵图片显示在一个始终面向观察者的正方形上进行显示的，每个云朵在的高度是一个在云层高度附近的随机值，每个云朵图片的旋转角度也是随机的。

6.根据权利要求5所述的一种三维地理信息系统全球真实云层的仿真方法，其特征在于，当瓦块中心点从云图图像缓存中获取的透明度值小于0.5时，则整个瓦块都不生成体积云云朵，当连续两个点获取到的透明度值都大于0.7时才生成一个体积云云朵。

7.根据权利要求1所述的一种三维地理信息系统全球真实云层的仿真方法，步骤5)其特征在于，生成的两张全球实时云图也共同作为真三维体积云的数据来源，即生成体积云瓦块中的云朵时，同时从两张云图中进行采样，根据当前时间到前后两张云图的时间差，进行线性融合计算。

8.根据权利要求1所述的一种三维地理信息系统全球真实云层的仿真方法，步骤6)其特征在于，调整方法是通过相机位置、云层高度和体积云瓦块中心点位置这几个参数，对每个云朵的透明度进行修正。