[发明专利]一种基于网格模型的复杂电磁环境建模方法

说明书

本发明公开的一种基于网格模型的复杂电磁环境建模方法，包括：获取地表的高程数据和图像像素数据；根据三维网格模型中网格节点的图像像素数据和高程数据分别进行颜色区域划分和高程区域划分，并将三维网格模型中图像像素数据或者高程数据相近的相邻网格节点重新组合，得到新的网格面元；根据电磁仿真需求，将得到的网格面元指定相应的物理参数；本发明能够协助仿真分析工程师从复杂的大规模三维网格模型中识别地形的各种特征来区分网格单元，并把网格单元按照其特征重组为各种新的面元，有效的解决了大规模复杂背景环境的物理建模问题，提高了建模的速度，缩短了整个仿真分析流程的时间。

技术领域

本发明属于计算机辅助工程的技术领域，具体涉及一种基于网格模型的复杂电磁环境建模方法。

背景技术

复杂环境中目标电磁散射特性仿真研究是电磁场领域的一个重要议题，它在雷达探测、遥感、目标识别等方面有着非常重要的应用。针对包含水面，沙滩，草地，山林等地形海洋等复杂环境，当今的雷达和光学测绘方法和工具除了生成常规的平面的图像像素数据外，还能形成带有数字高程模型DEM(DigitalElevation Model)数据的图像文件，常规的关于地形的图像数据是通过像素来平面渲染的地形各种颜色，不能适应电磁仿真分析需要的所计算图形学要求。同时，DEM数据图像文件转换的三维网格模型只包含有网格几何信息，而电磁仿真分析工具对网格模型进行数值模拟时需要额外的地质特征来确定其物理参数，比如反射系数、介质常数和电导率等；如何高效的为大规模三维网格模型的网格单元指定其物理特征参数是本发明要解决的一个复杂问题。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种能够提高建模速度、缩短仿真分析流程，且基于网格模型的复杂电磁环境建模方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于网格模型的复杂电磁环境建模方法，包括：

S101、获取地表的高程数据，根据高程数据形成三维网格模型；

S102、获取地表的图像像素数据；

S103、根据三维网格模型中网格节点的图像像素数据进行颜色区域划分，得到图像网格模型面元；

S104、根据三维网格模型中网格节点的高程数据进行高程区域划分，得到高程网格模型面元；

S105、将三维网格模型中图像像素数据或者高程数据相近的相邻网格节点重新组合，得到新的网格面元；

S106、根据电磁仿真需求，将步骤S103、S104和S105得到的网格面元指定相应的物理参数，所述物理参数包括介电常数、电导率和反射系数。

优选地，所述根据三维网格模型中网格节点的图像像素数据进行颜色区域划分，得到图像网格模型面元，具体包括：对图像像素数据进行颜色区域划分，得到不同的RGB颜色区域；将三维网格模型中的网格节点在图像像素数据中匹配对应的RGB颜色；通过平均或者加权方法拟合每个网格单元所包含的网格节点的RGB颜色数据，得到其等效RGB颜色数据，并对应到所划分的RGB颜色区域；根据RGB颜色区域构建三维网格模型的图像网格模型面元，把落在相同RGB颜色区域的网格单元划入相同的图像网格模型面元中。

优选地，所述根据三维网格模型中网格节点的高程数据进行高程区域划分，得到高程网格模型面元，具体包括：计算三维网格模型中网格节点的高程数据的最大值和最小值；对高程数据进行高程区域划分，得到不同的高程区域；通过平均或者加权方法拟合每个网格单元所包含的网格节点的高程数据以得到其等效高程数据，并对应到所划分的高程区域；根据高程区域构建三维网格模型的高程网格模型面元，把落在相同地形高程区域的网格单元划入相同的高程网格模型面元中。