地震波傳播展示方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)信息【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及地震波傳播展示方法。地震波傳播展示方法，包括：預(yù)先獲取地震波數(shù)據(jù)，根據(jù)地震波數(shù)據(jù)獲取地震波位移信息及烈度信息；在地理信息系統(tǒng)中，根據(jù)地震波位移信息對(duì)應(yīng)修改地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)，且根據(jù)烈度信息對(duì)應(yīng)在地理信息系統(tǒng)的地表影像中渲染烈度標(biāo)識(shí)，以在地理信息系統(tǒng)進(jìn)行地震波傳播展示。本發(fā)明提供的地震波傳播展示方法能夠直觀可視的展示地震波在地表的傳播狀況。
【專利說(shuō)明】地震波傳播展示方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)信息【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及地震波傳播展示方法。
【背景技術(shù)】
[0002]相關(guān)技術(shù)中，為展示地震波在地表的傳播，所采用的方法主要為，在三維空間數(shù)據(jù)場(chǎng)中利用地震波數(shù)據(jù)構(gòu)造中間幾何圖元(如曲面、平面、切片等)，然后根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)繪制展示面，從繪制的展示面中抽取地震波傳播等值面，利用抽取的地震波傳播等值面進(jìn)行地震波在地表的傳播展示。
[0003]但，相關(guān)技術(shù)中的地震波傳播展示方法，主要以構(gòu)建等值面的波形為主，并未考慮地形地貌等地理因素對(duì)地震波傳播的影響，導(dǎo)致無(wú)法直觀可視地展示地震波在地表的傳播狀況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供地震波傳播展示方法，以解決上述的問(wèn)題。
[0005]在本發(fā)明的實(shí)施例中提供了地震波傳播展示方法，包括:
[0006]預(yù)先獲取地震波數(shù)據(jù)，根據(jù)所述地震波數(shù)據(jù)獲取地震波位移信息及烈度信息；
[0007]在地理信息系統(tǒng)中，根據(jù)所述地震波位移信息對(duì)應(yīng)修改所述地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)，且根據(jù)所述烈度信息對(duì)應(yīng)在所述地理信息系統(tǒng)的地表影像中渲染烈度標(biāo)識(shí)，以在所述地理信息系統(tǒng)進(jìn)行地震波傳播展示。
[0008]本發(fā)明上述實(shí)施例的地震波傳播展示方法中，根據(jù)地震波數(shù)據(jù)獲取地震波位移信息及烈度信息，并且在地理信息系統(tǒng)中，通過(guò)地震波位移信息對(duì)地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行修改，地理信息系統(tǒng)中的地表地形層模擬實(shí)際的地理地形地貌，通過(guò)對(duì)地表地形網(wǎng)格頂點(diǎn)坐標(biāo)的修改能夠展示地震波的傳播狀態(tài)，以及地震時(shí)地表的起伏狀態(tài)，通過(guò)烈度信息在地理信息系統(tǒng)的地表影像中渲染烈度標(biāo)識(shí)，能夠直觀展示地震時(shí)地表烈度，因此本發(fā)明實(shí)施例的地震波傳播展示方法能夠直觀可視的展示地震波在地表的傳播狀況。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例的地震波傳播展示方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面通過(guò)具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例提供的地震波傳播展示方法，如圖1所示，主要處理過(guò)程包括:
[0012]步驟Sll:預(yù)先獲取地震波數(shù)據(jù)，根據(jù)地震波數(shù)據(jù)獲取地震波位移信息及烈度信息；
[0013]步驟S12:在地理信息系統(tǒng)中，根據(jù)地震波位移信息對(duì)應(yīng)修改地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)，且根據(jù)烈度信息對(duì)應(yīng)在地理信息系統(tǒng)的地表影像中渲染烈度標(biāo)識(shí)，以在地理信息系統(tǒng)進(jìn)行地震波傳播展示。
[0014]獲取地震波數(shù)據(jù)，包括:在地震場(chǎng)模擬計(jì)算模型中，設(shè)置地表等間隔采樣點(diǎn)，并按預(yù)設(shè)時(shí)間間隔獲取每個(gè)地表等間隔采樣點(diǎn)的地震波數(shù)據(jù)。
[0015]優(yōu)選地，在地震場(chǎng)模擬計(jì)算模型中，模擬產(chǎn)生地震發(fā)生到地震結(jié)束過(guò)程中所產(chǎn)生的、以震源為中心的地震波數(shù)據(jù)。
[0016]具體地，以預(yù)設(shè)的震源為中心在地震場(chǎng)模擬計(jì)算模型中設(shè)置地表等間隔采樣點(diǎn)，并按一定時(shí)間間隔獲取每個(gè)地表等間隔采樣點(diǎn)的地震波數(shù)據(jù)。
[0017]優(yōu)選地，時(shí)間間隔之間的、每個(gè)地表等間隔采樣點(diǎn)的地震波數(shù)據(jù)可以利用線性插值，根據(jù)渲染時(shí)間點(diǎn)來(lái)獲取。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)地震波數(shù)據(jù)獲取地震波位移信息及烈度信息，包括:地震波數(shù)據(jù)為地震波速度三分量數(shù)據(jù)；將地震波速度三分量數(shù)據(jù)與該數(shù)據(jù)采集的時(shí)間值進(jìn)行運(yùn)算，獲取地震波位移信息；根據(jù)地震波速度三分量數(shù)據(jù)獲取對(duì)應(yīng)的地震波峰值速率；根據(jù)地震波峰值速率獲取對(duì)應(yīng)的烈度信息。
[0019]預(yù)先獲取地震波數(shù)據(jù)，根據(jù)地震波數(shù)據(jù)獲取地震波位移信息及烈度信息之后，在地理信息系統(tǒng)中，根據(jù)地震波位移信息對(duì)應(yīng)修改地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)之前，還包括:將地震波位移信息及烈度信息均轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的紋理數(shù)據(jù)。
[0020]在地理信息系統(tǒng)中，根據(jù)地震波位移信息對(duì)應(yīng)修改地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)，且根據(jù)烈度信息對(duì)應(yīng)在地理信息系統(tǒng)的地表影像中渲染烈度標(biāo)識(shí)，包括:紋理數(shù)據(jù)為離散采樣數(shù)據(jù)；通過(guò)對(duì)離散采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行插值運(yùn)算，得到任意時(shí)間值的紋理數(shù)據(jù)；通過(guò)多線程調(diào)度任意時(shí)間值的紋理數(shù)據(jù)，在地理信息系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)隨設(shè)定時(shí)間值的不同，對(duì)應(yīng)修改地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)，且對(duì)應(yīng)在地理信息系統(tǒng)的地表影像中渲染烈度標(biāo)識(shí)。
[0021]進(jìn)一步地，將地震波位移信息及烈度信息均轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的紋理數(shù)據(jù)，包括:地震波位移信息包括三個(gè)位移子分量；將三個(gè)位移子分量及烈度信息分別對(duì)應(yīng)存入RGBA的四個(gè)色彩通道中，并對(duì)應(yīng)輸出地震波紋理位移數(shù)據(jù)及烈度紋理坐標(biāo)。紋理數(shù)據(jù)包含四個(gè)通道RGBA，其中RGB存儲(chǔ)位移信息，A存儲(chǔ)烈度信息。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例中，烈度通過(guò)顏色表現(xiàn)，烈度紋理數(shù)據(jù)保存了不同烈度所對(duì)應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)值，通過(guò)烈度紋理坐標(biāo)即可計(jì)算出不同烈度所對(duì)應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)值。因此烈度信息分為兩部分保存，分別為烈度的顏色紋理圖片和采樣點(diǎn)的烈度紋理坐標(biāo)。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例中，將獲取的地震波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為紋理數(shù)據(jù)，達(dá)到簡(jiǎn)化地震波數(shù)據(jù)的目的，轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)量為原始數(shù)據(jù)量的三分之一。
[0024]進(jìn)一步，利用顯卡里面的圖形處理器(GPU)接收產(chǎn)生的地震波紋理位移數(shù)據(jù)及烈度紋理坐標(biāo)，并分別對(duì)應(yīng)提取地震波紋理位移數(shù)據(jù)的三個(gè)位移分量及烈度紋理坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的烈度顏色信息，從而實(shí)現(xiàn)將原來(lái)的一個(gè)地震波數(shù)據(jù)場(chǎng)優(yōu)化為可滿足實(shí)時(shí)計(jì)算的一幀一幀的數(shù)據(jù)。
[0025]根據(jù)地震波位移信息對(duì)應(yīng)修改地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)，包括:獲取地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)；將頂點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為頂點(diǎn)紋理坐標(biāo)；地震波紋理位移數(shù)據(jù)中包括紋理位移數(shù)據(jù)，提取地震波紋理位移數(shù)據(jù)中的紋理位移數(shù)據(jù)；根據(jù)紋理位移數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)計(jì)算頂點(diǎn)紋理坐標(biāo)的變化差值；根據(jù)變化差值對(duì)應(yīng)修改地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)。
[0026]優(yōu)選地，利用顯卡的GPU，將地理信息系統(tǒng)中的地表地形網(wǎng)格上頂點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)從內(nèi)存?zhèn)魅氲紾PU顯存，通過(guò)顯卡雙線性插值，濾波操作等，將地形網(wǎng)格上頂點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為頂點(diǎn)紋理坐標(biāo)。利用GPU的頂點(diǎn)著色程序(Vertex Shader)讀取地震波紋理中保存的紋理位移數(shù)據(jù)，根據(jù)紋理位移數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)計(jì)算頂點(diǎn)紋理維度坐標(biāo)值的變化差值；根據(jù)變化差值對(duì)應(yīng)修改地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)。從而達(dá)到根據(jù)地震波的位移信息隨時(shí)間變化修改地形網(wǎng)格上的頂點(diǎn)坐標(biāo)，通過(guò)對(duì)離散的紋理數(shù)據(jù)做插值實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)的地表在空間上和時(shí)間上的隨地震波得動(dòng)態(tài)的連續(xù)起伏變化。
[0027]根據(jù)烈度信息對(duì)應(yīng)在地理信息系統(tǒng)的地表影像中渲染烈度標(biāo)識(shí)，包括:通過(guò)圖像硬件光柵化插值，獲取地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)的像素所對(duì)應(yīng)的片段的經(jīng)緯度；將片段的經(jīng)緯度轉(zhuǎn)化為片段紋理坐標(biāo)；根據(jù)片段紋理坐標(biāo)獲取烈度顏色數(shù)據(jù)；獲取片段在地理信息系統(tǒng)的地表影像顏色數(shù)據(jù)；按預(yù)設(shè)規(guī)則對(duì)相對(duì)應(yīng)的烈度顏色數(shù)據(jù)及地表影像顏色數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)求和運(yùn)算，得到烈度標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)；根據(jù)烈度標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)在地理信息系統(tǒng)的地表影像中渲染烈度標(biāo)識(shí)。
[0028]由此可以實(shí)現(xiàn)，烈度的顏色和影像的顏色的融合，從而實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)中地表影像與烈度信息動(dòng)態(tài)融合。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例中，在地理信息系統(tǒng)中，根據(jù)地震波位移信息對(duì)應(yīng)修改地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)，且根據(jù)烈度信息對(duì)應(yīng)在地理信息系統(tǒng)的地表影像中渲染烈度標(biāo)識(shí)，包括:紋理數(shù)據(jù)為離散采樣數(shù)據(jù)；通過(guò)對(duì)離散采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行插值運(yùn)算，得到任意時(shí)間值的紋理數(shù)據(jù)；通過(guò)多線程調(diào)度任意時(shí)間值的紋理數(shù)據(jù)，在地理信息系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)隨設(shè)定時(shí)間值的不同，對(duì)應(yīng)修改地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)，且對(duì)應(yīng)在地理信息系統(tǒng)的地表影像中渲染烈度標(biāo)識(shí)。
[0030]將離散的采樣時(shí)間的位移和烈度的信息表達(dá)的紋理數(shù)據(jù)，通過(guò)插值來(lái)獲取任意時(shí)間的位移和烈度。采用多線程調(diào)度紋理數(shù)據(jù)，載入內(nèi)存的紋理數(shù)據(jù)保存在紋理隊(duì)列中，從而保證紋理數(shù)據(jù)的渲染流暢。為了防止多線程訪問(wèn)沖突，在訪問(wèn)線程間的共享數(shù)據(jù)時(shí)加鎖。從而實(shí)現(xiàn)基于地理信息系統(tǒng)的地震波紋理位移數(shù)據(jù)調(diào)度。
[0031]從地震發(fā)生到地震消失這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，地震波數(shù)據(jù)量大，本發(fā)明實(shí)施例中將地震波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為紋理數(shù)據(jù)，解決了地震波數(shù)據(jù)的優(yōu)化組織問(wèn)題，緩解內(nèi)存、外存調(diào)度實(shí)現(xiàn)的困難。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)波傳播展示方法，采用圖形處理器(GPU)，加快了地震波數(shù)據(jù)的處理，實(shí)現(xiàn)了紋理數(shù)據(jù)調(diào)度可視化，提高了地震波模擬的效率。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例中，將地震波與地理信息系統(tǒng)中的地形、地貌、地理要素等信息相融合進(jìn)行展示，增強(qiáng)地震波傳播展示效果。
[0034]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.地震波傳播展示方法，其特征在于，包括: 預(yù)先獲取地震波數(shù)據(jù)，根據(jù)所述地震波數(shù)據(jù)獲取地震波位移信息及烈度信息； 在地理信息系統(tǒng)中，根據(jù)所述地震波位移信息對(duì)應(yīng)修改所述地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)，且根據(jù)所述烈度信息對(duì)應(yīng)在所述地理信息系統(tǒng)的地表影像中渲染烈度標(biāo)識(shí)，以在所述地理信息系統(tǒng)進(jìn)行地震波傳播展示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取地震波數(shù)據(jù)，包括: 在地震場(chǎng)模擬計(jì)算模型中，設(shè)置地表等間隔采樣點(diǎn)，并按預(yù)設(shè)時(shí)間間隔獲取每個(gè)所述地表等間隔采樣點(diǎn)的地震波數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述地震波數(shù)據(jù)獲取地震波位移信息及烈度信息，包括: 所述地震波數(shù)據(jù)為地震波速度三分量數(shù)據(jù)； 將所述地震波速度三分量數(shù)據(jù)與該數(shù)據(jù)采集的時(shí)間值進(jìn)行運(yùn)算，獲取地震波位移信息； 根據(jù)所述地震波速度三分量數(shù)據(jù)獲取對(duì)應(yīng)的地震波峰值速率； 根據(jù)所述地震波峰值速率獲取對(duì)應(yīng)的烈度信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先獲取地震波數(shù)據(jù)，根據(jù)所述地震波數(shù)據(jù)獲取地震波位移信息及烈度信息之后，在地理信息系統(tǒng)中，根據(jù)所述地震波位移信息對(duì)應(yīng)修改所述地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)之前,還包括: 將所述地震波位移信息及所述烈度信息均轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的紋理數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述在地理信息系統(tǒng)中，根據(jù)所述地震波位移信息對(duì)應(yīng)修改所述地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)，且根據(jù)所述烈度信息對(duì)應(yīng)在所述地理信息系統(tǒng)的地表影像中渲染烈度標(biāo)識(shí)，包括: 所述紋理數(shù)據(jù)為離散采樣數(shù)據(jù)； 通過(guò)對(duì)所述離散采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行插值運(yùn)算，得到任意時(shí)間值的紋理數(shù)據(jù)； 通過(guò)多線程調(diào)度任意時(shí)間值的紋理數(shù)據(jù)，在地理信息系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)隨設(shè)定時(shí)間值的不同，對(duì)應(yīng)修改所述地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)，且對(duì)應(yīng)在所述地理信息系統(tǒng)的地表影像中渲染烈度標(biāo)識(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述將所述地震波位移信息及所述烈度信息均轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的紋理數(shù)據(jù)，包括: 所述地震波位移信息包括三個(gè)位移子分量； 將三個(gè)所述位移子分量及所述烈度信息分別對(duì)應(yīng)存入RGBA的四個(gè)色彩通道中，并對(duì)應(yīng)輸出地震波紋理位移數(shù)據(jù)及烈度紋理坐標(biāo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述地震波位移信息對(duì)應(yīng)修改所述地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)，包括: 獲取所述地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)； 將所述頂點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為頂點(diǎn)紋理坐標(biāo)； 所述地震波紋理位移數(shù)據(jù)中包括紋理位移數(shù)據(jù)，提取所述地震波紋理位移數(shù)據(jù)中的紋理位移數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述紋理位移數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)計(jì)算所述頂點(diǎn)紋理坐標(biāo)的變化差值；根據(jù)所述變化差值對(duì)應(yīng)修改所述地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)坐標(biāo)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述烈度信息對(duì)應(yīng)在所述地理信息系統(tǒng)的地表影像中渲染烈度標(biāo)識(shí)，包括: 通過(guò)圖像硬件光柵化插值，獲取所述地理信息系統(tǒng)的地表地形網(wǎng)格的頂點(diǎn)的像素所對(duì)應(yīng)的片段的經(jīng)緯度； 將所述片段的經(jīng)緯度轉(zhuǎn)化為片段紋理坐標(biāo)； 根據(jù)所述片段紋理坐標(biāo)獲取烈度顏色數(shù)據(jù)； 獲取所述片段在所述地理信息系統(tǒng)的地表影像顏色數(shù)據(jù)； 按預(yù)設(shè)規(guī)則對(duì)相對(duì)應(yīng)的所述烈度顏色數(shù)據(jù)及所述地表影像顏色數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)求和運(yùn)算，得到烈度標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述烈度標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)在所述地理信息系統(tǒng)的地表影像中渲染烈度標(biāo)識(shí)。
【文檔編號(hào)】G06F3/14GK103544675SQ201310501172
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】李英成, 耿中元, 胡晨希, 劉洪岐, 雒燕飛 申請(qǐng)人:中測(cè)新圖(北京)遙感技術(shù)有限責(zé)任公司