地震波传播展示方法
【专利摘要】本发明涉及计算机信息【技术领域】，特别涉及地震波传播展示方法。地震波传播展示方法，包括：预先获取地震波数据，根据地震波数据获取地震波位移信息及烈度信息；在地理信息系统中，根据地震波位移信息对应修改地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标，且根据烈度信息对应在地理信息系统的地表影像中渲染烈度标识，以在地理信息系统进行地震波传播展示。本发明提供的地震波传播展示方法能够直观可视的展示地震波在地表的传播状况。
【专利说明】地震波传播展示方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机信息【技术领域】，具体而言，涉及地震波传播展示方法。
【背景技术】
[0002]相关技术中，为展示地震波在地表的传播，所采用的方法主要为，在三维空间数据场中利用地震波数据构造中间几何图元(如曲面、平面、切片等)，然后根据计算机图形学绘制展示面，从绘制的展示面中抽取地震波传播等值面，利用抽取的地震波传播等值面进行地震波在地表的传播展示。
[0003]但，相关技术中的地震波传播展示方法，主要以构建等值面的波形为主，并未考虑地形地貌等地理因素对地震波传播的影响，导致无法直观可视地展示地震波在地表的传播状况。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供地震波传播展示方法，以解决上述的问题。
[0005]在本发明的实施例中提供了地震波传播展示方法，包括:
[0006]预先获取地震波数据，根据所述地震波数据获取地震波位移信息及烈度信息；
[0007]在地理信息系统中，根据所述地震波位移信息对应修改所述地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标，且根据所述烈度信息对应在所述地理信息系统的地表影像中渲染烈度标识，以在所述地理信息系统进行地震波传播展示。
[0008]本发明上述实施例的地震波传播展示方法中，根据地震波数据获取地震波位移信息及烈度信息，并且在地理信息系统中，通过地震波位移信息对地表地形网格的顶点坐标进行修改，地理信息系统中的地表地形层模拟实际的地理地形地貌，通过对地表地形网格顶点坐标的修改能够展示地震波的传播状态，以及地震时地表的起伏状态，通过烈度信息在地理信息系统的地表影像中渲染烈度标识，能够直观展示地震时地表烈度，因此本发明实施例的地震波传播展示方法能够直观可视的展示地震波在地表的传播状况。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1示出了本发明实施例的地震波传播展示方法的流程图。
【具体实施方式】
[0010]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0011]本发明实施例提供的地震波传播展示方法，如图1所示，主要处理过程包括:
[0012]步骤Sll:预先获取地震波数据，根据地震波数据获取地震波位移信息及烈度信息；
[0013]步骤S12:在地理信息系统中，根据地震波位移信息对应修改地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标，且根据烈度信息对应在地理信息系统的地表影像中渲染烈度标识，以在地理信息系统进行地震波传播展示。
[0014]获取地震波数据，包括:在地震场模拟计算模型中，设置地表等间隔采样点，并按预设时间间隔获取每个地表等间隔采样点的地震波数据。
[0015]优选地，在地震场模拟计算模型中，模拟产生地震发生到地震结束过程中所产生的、以震源为中心的地震波数据。
[0016]具体地，以预设的震源为中心在地震场模拟计算模型中设置地表等间隔采样点，并按一定时间间隔获取每个地表等间隔采样点的地震波数据。
[0017]优选地，时间间隔之间的、每个地表等间隔采样点的地震波数据可以利用线性插值，根据渲染时间点来获取。
[0018]本发明实施例中，根据地震波数据获取地震波位移信息及烈度信息，包括:地震波数据为地震波速度三分量数据；将地震波速度三分量数据与该数据采集的时间值进行运算，获取地震波位移信息；根据地震波速度三分量数据获取对应的地震波峰值速率；根据地震波峰值速率获取对应的烈度信息。
[0019]预先获取地震波数据，根据地震波数据获取地震波位移信息及烈度信息之后，在地理信息系统中，根据地震波位移信息对应修改地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标之前，还包括:将地震波位移信息及烈度信息均转换为对应的纹理数据。
[0020]在地理信息系统中，根据地震波位移信息对应修改地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标，且根据烈度信息对应在地理信息系统的地表影像中渲染烈度标识，包括:纹理数据为离散采样数据；通过对离散采样数据进行插值运算，得到任意时间值的纹理数据；通过多线程调度任意时间值的纹理数据，在地理信息系统中，实现随设定时间值的不同，对应修改地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标，且对应在地理信息系统的地表影像中渲染烈度标识。
[0021]进一步地，将地震波位移信息及烈度信息均转换为对应的纹理数据，包括:地震波位移信息包括三个位移子分量；将三个位移子分量及烈度信息分别对应存入RGBA的四个色彩通道中，并对应输出地震波纹理位移数据及烈度纹理坐标。纹理数据包含四个通道RGBA，其中RGB存储位移信息，A存储烈度信息。
[0022]本发明实施例中，烈度通过颜色表现，烈度纹理数据保存了不同烈度所对应的颜色数据值，通过烈度纹理坐标即可计算出不同烈度所对应的颜色数据值。因此烈度信息分为两部分保存，分别为烈度的颜色纹理图片和采样点的烈度纹理坐标。
[0023]本发明实施例中，将获取的地震波数据转换为纹理数据，达到简化地震波数据的目的，转化后的数据量为原始数据量的三分之一。
[0024]进一步，利用显卡里面的图形处理器(GPU)接收产生的地震波纹理位移数据及烈度纹理坐标，并分别对应提取地震波纹理位移数据的三个位移分量及烈度纹理坐标对应的烈度颜色信息，从而实现将原来的一个地震波数据场优化为可满足实时计算的一帧一帧的数据。
[0025]根据地震波位移信息对应修改地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标，包括:获取地理信息系统的地表地形网格的顶点经纬度坐标；将顶点经纬度坐标转换为顶点纹理坐标；地震波纹理位移数据中包括纹理位移数据，提取地震波纹理位移数据中的纹理位移数据；根据纹理位移数据，对应计算顶点纹理坐标的变化差值；根据变化差值对应修改地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标。
[0026]优选地，利用显卡的GPU，将地理信息系统中的地表地形网格上顶点经纬度坐标从内存传入到GPU显存，通过显卡双线性插值，滤波操作等，将地形网格上顶点的经纬度坐标转换为顶点纹理坐标。利用GPU的顶点着色程序(Vertex Shader)读取地震波纹理中保存的纹理位移数据，根据纹理位移数据，对应计算顶点纹理维度坐标值的变化差值；根据变化差值对应修改地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标。从而达到根据地震波的位移信息随时间变化修改地形网格上的顶点坐标，通过对离散的纹理数据做插值实现地理信息系统的地表在空间上和时间上的随地震波得动态的连续起伏变化。
[0027]根据烈度信息对应在地理信息系统的地表影像中渲染烈度标识，包括:通过图像硬件光栅化插值，获取地理信息系统的地表地形网格的顶点的像素所对应的片段的经纬度；将片段的经纬度转化为片段纹理坐标；根据片段纹理坐标获取烈度颜色数据；获取片段在地理信息系统的地表影像颜色数据；按预设规则对相对应的烈度颜色数据及地表影像颜色数据进行加权求和运算，得到烈度标识数据；根据烈度标识数据对应在地理信息系统的地表影像中渲染烈度标识。
[0028]由此可以实现，烈度的颜色和影像的颜色的融合，从而实现地理信息系统中地表影像与烈度信息动态融合。
[0029]本发明实施例中，在地理信息系统中，根据地震波位移信息对应修改地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标，且根据烈度信息对应在地理信息系统的地表影像中渲染烈度标识，包括:纹理数据为离散采样数据；通过对离散采样数据进行插值运算，得到任意时间值的纹理数据；通过多线程调度任意时间值的纹理数据，在地理信息系统中，实现随设定时间值的不同，对应修改地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标，且对应在地理信息系统的地表影像中渲染烈度标识。
[0030]将离散的采样时间的位移和烈度的信息表达的纹理数据，通过插值来获取任意时间的位移和烈度。采用多线程调度纹理数据，载入内存的纹理数据保存在纹理队列中，从而保证纹理数据的渲染流畅。为了防止多线程访问冲突，在访问线程间的共享数据时加锁。从而实现基于地理信息系统的地震波纹理位移数据调度。
[0031]从地震发生到地震消失这个时间段内，地震波数据量大，本发明实施例中将地震波数据转换为纹理数据，解决了地震波数据的优化组织问题，缓解内存、外存调度实现的困难。
[0032]本发明实施例的数据波传播展示方法，采用图形处理器(GPU)，加快了地震波数据的处理，实现了纹理数据调度可视化，提高了地震波模拟的效率。
[0033]本发明实施例中，将地震波与地理信息系统中的地形、地貌、地理要素等信息相融合进行展示，增强地震波传播展示效果。
[0034]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.地震波传播展示方法，其特征在于，包括: 预先获取地震波数据，根据所述地震波数据获取地震波位移信息及烈度信息； 在地理信息系统中，根据所述地震波位移信息对应修改所述地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标，且根据所述烈度信息对应在所述地理信息系统的地表影像中渲染烈度标识，以在所述地理信息系统进行地震波传播展示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取地震波数据，包括: 在地震场模拟计算模型中，设置地表等间隔采样点，并按预设时间间隔获取每个所述地表等间隔采样点的地震波数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述地震波数据获取地震波位移信息及烈度信息，包括: 所述地震波数据为地震波速度三分量数据； 将所述地震波速度三分量数据与该数据采集的时间值进行运算，获取地震波位移信息； 根据所述地震波速度三分量数据获取对应的地震波峰值速率； 根据所述地震波峰值速率获取对应的烈度信息。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预先获取地震波数据，根据所述地震波数据获取地震波位移信息及烈度信息之后，在地理信息系统中，根据所述地震波位移信息对应修改所述地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标之前,还包括: 将所述地震波位移信息及所述烈度信息均转换为对应的纹理数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在地理信息系统中，根据所述地震波位移信息对应修改所述地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标，且根据所述烈度信息对应在所述地理信息系统的地表影像中渲染烈度标识，包括: 所述纹理数据为离散采样数据； 通过对所述离散采样数据进行插值运算，得到任意时间值的纹理数据； 通过多线程调度任意时间值的纹理数据，在地理信息系统中，实现随设定时间值的不同，对应修改所述地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标，且对应在所述地理信息系统的地表影像中渲染烈度标识。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述地震波位移信息及所述烈度信息均转换为对应的纹理数据，包括: 所述地震波位移信息包括三个位移子分量； 将三个所述位移子分量及所述烈度信息分别对应存入RGBA的四个色彩通道中，并对应输出地震波纹理位移数据及烈度纹理坐标。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述地震波位移信息对应修改所述地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标，包括: 获取所述地理信息系统的地表地形网格的顶点经纬度坐标； 将所述顶点经纬度坐标转换为顶点纹理坐标； 所述地震波纹理位移数据中包括纹理位移数据，提取所述地震波纹理位移数据中的纹理位移数据； 根据所述纹理位移数据，对应计算所述顶点纹理坐标的变化差值；根据所述变化差值对应修改所述地理信息系统的地表地形网格的顶点坐标。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述烈度信息对应在所述地理信息系统的地表影像中渲染烈度标识，包括: 通过图像硬件光栅化插值，获取所述地理信息系统的地表地形网格的顶点的像素所对应的片段的经纬度； 将所述片段的经纬度转化为片段纹理坐标； 根据所述片段纹理坐标获取烈度颜色数据； 获取所述片段在所述地理信息系统的地表影像颜色数据； 按预设规则对相对应的所述烈度颜色数据及所述地表影像颜色数据进行加权求和运算，得到烈度标识数据； 根据所述烈度标识数据对应在所述地理信息系统的地表影像中渲染烈度标识。
【文档编号】G06F3/14GK103544675SQ201310501172
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日
【发明者】李英成, 耿中元, 胡晨希, 刘洪岐, 雒燕飞 申请人:中测新图(北京)遥感技术有限责任公司