[发明专利]一种重力场双体球同构建模方法与系统

说明书

本发明公开了一种重力场双体球同构建模方法与系统，具体涉及双体球建模技术领域，包括以下步骤：S1、获取重力场数据，获取全球切片数据；S2、构建双体球内核模型；一种重力场双体球同构建模方法的系统，包括：数据获取模块、地球体模型构建模块、重力场球体模型构建模块、重力场双体球可视化模块。本发明：可以对全球范围多种格式的重力场数据进行快速三维建模，在开源的基础上实现地球体和重力场球体的三维高效叠加显示，在不影响重力场数据表达效果的基础上正常显示地球体模型，占用内存小、传输快、效率高。

技术领域

本发明涉及双体球建模技术领域，具体涉及一种重力场双体球同构建模方法与系统。

背景技术

地球重力场是地球最重要的物理特性，是表征重力在地球内部、表面或外部空间分布的一个物理场，反映了地球系统的物质分布、运动和变化状态，是现代地球科学解决人类面临的资源、环境和灾害等紧迫课题及国防安全的重要战略数据。构建重力场模型成为目前确定地球重力场的主要方法之一。由于所需要的重力场参数都可从地球重力场模型导出，使地球重力场模型在重力场研究和应用中具有很高的理论和应用价值。

从国内外文献中可以发现，地球重力场三维建模是一个比较新的研究领域，对重力场三维建模技术研究主要通过第三方制图软件和利用OpenGL或WebGL技术进行重力场数据显示，同时也存在一些问题，比如建模内容、技术、显示效果等等；传统的重力场数据表达多采用二维形式，其直观性差，不能充分揭示重力场的空间变化规律；而重力场三维模型主要采用局域模型、单层球模型建模技术进行构建。金银龙等人利用VC++并结合三维建模技术实现海量重力场数据的管理以及基础的三维地图功能；孙腾科等人基于绘图软件构建重力场数据模型，获得全球和局部地区重力场相关的各种专题图；唐建军等人利用多进制小波快速变换实现重力场多尺度模型构建，建立了一个局部小范围的重力场数据模型显示系统。传统的局域、单层球模型和系统已不能满足更高的重力场表达和分析需求，亟需对重力场双体球同构建模方法与系统进行研究，改变传统重力场信息表示方式，实现重力场数据成果的强大、形象表达功能，便于用户视觉地理清重力场数据中的内在关系，得到更直观、有效的重力场快速显示效果。

目前，虽然第三方制图软件在重力场建模方面有其独特的优势，但是其缺点也不可忽视，会出现表达形式简单、表现效果不直观等问题，且不利于二次开发；开源的OpenGL技术虽具有一个跨平台的特性和优秀的三维渲染效果，但对于移动端的支持还是比较欠缺；WebGL技术可以实现真正跨平台，它不依赖于任何操作系统，能够完成大量的计算，并实现复杂的实时渲染，但采用该技术多进行重力场的局域三维建模，在全球范围重力场三维建模方面，其应用还不够成熟；采用单层球模型虽然可以有效表达全球范围重力场数据，但由于在地球模型上直接渲染重力场模型，造成了地球模型和重力场模型不能分别显示的问题，且存在结构复杂、建模速度慢、效率低、适用性差等问题，随着重力场模型夸张系数的变大，地球模型也随之变大，即不能在具备重力场表达效果的同时直观地显示地球体模型，同时不利于叠加地形数据、专题数据等开展专业分析工作。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种重力场双体球同构建模方法与系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种重力场双体球同构建模方法，包括以下步骤：

S1、获取重力场数据(支持读取GDF、GRD、NC等格式的重力场数据)，获取全球切片数据；

S2、构建双体球内核模型；

S3、构建双体球外核模型；

S4、将重力场球体模型加载至三维地球体模型，结合颜色渲染器，对分别创建生成的地球体、重力场球体模型进行叠加显示即实现双体球同构(内核模型、外核模型)模型可视化；

S5、重力场双体球同构模型在不影响重力场数据表达效果的基础上正常显示地球体模型，按照实际需求，对外核模型透明度、夸张系数、色带进行调整；