装备的设备相关的，如果安装的是可见光摄像头，则该无人机对环境的感知就是这个摄像头对环境的探测能力。在虚拟地理环境中，物理感知模型接受虚拟地理环境中的环境信息，同时在物理感知度的约束下发生作用。物理感知度的实现通过建立角色感知能力模型完成。物理感知度受到时间和空间的双重约束。在空间上，感知度将根据角色的空间位置以及其感知的空间范围，确定它的感知区域和感知强度。在时间上，感知度将根据角色的时间约束下的行为能力，确定它在什么时间内能够感知以及感知的强度。比如，一个搭载可见光摄像机的无人机角色，其实际探测范围是5公里，那么其感知的空间范围就是在以其为中心，以5公里为半径的圆内，其时间感知范围是所有光照强度达到摄像机所能准确识别目标的所对应的时间。系统感知主要完成对系统各种参数的探测，它的实现是通过系统感知模型完成。系统感知模型是系统消息事件程序的集合，集成在虚拟地理环境软件系统中，负责感知系统中数据和信息的产生、传递、保持、变化、消失等静态和动态的事件。系统感知模型接受系统操作信息的驱动和系统感知度的约束。比如，某个角色A接收到一个键盘的输入操作，此时系统感知模型则探测到键盘的触发事件信号，经过信息识别后将其共享给其他角色，实现系统操作信息的驱动。然而角色A的键盘操作信息能否被角色A所感知到，还要受到角色B的系统感知度的限制，即系统感知度的约束。比如，角色B和角色A处于同一个协同组内，且角色A的键盘触发信息是公开的，角色B的探知范围能够抵达角色A，此时角色B能够感知到角色A的键盘输入信息。系统感知度的实现主要通过网络通信技术并结合网络信息的限制方法实现，比如广播通信、组播通信、点对点通信，以及信息过滤、信息干扰等。系统感知度受到空间和时间的双重约束。比如，地处北京的角色A和地处广州的角色B，即使同属一个行业(比如环保部门数据核查员)，但是由于分属的行政区域不同，两个角色对各自区域的数据处理结果并不能被对方感知到，这就是系统感知的空间限制。空间限制的实现方法可以利用角色的位置属性以及被感知对象的空间位置进行叠加判别确定。系统感知度的时间限制是与感知者和被感知对象在时间上的变化特性相关的，只有当感知角色能够感知的时间区间和被感知角色允许被感知时间区间有交集时，系统感知才能够发生。
[0052]如图6所示，构建角色思维模块。环境感知和系统感知的结果被统一输出给角色思维模块，角色思维将对获取的信息进行分析，并得出如何处理的结论。角色思维的建立需要首先完成对感知结果的初步分析，而后形成采用何种应对方法的结论。对于角色感知的结果分析，可以构建在数据预处理的基础之上，包括数据的清理、规约、离散、分类、聚类、离群点检测等等，形成相对干净整洁的结果数据集。针对这个结果数据集，进行数据敏感性判断，也就是判断这些数据会对角色的哪些行为产生影响，以及如何影响。数据的敏感性判断需要遍历角色的行为集，同时逐一检验结果数据集与它之间是否存在参数输入关系，一旦存在，则需要将该行为确定为敏感行为。比如，在跨区域空气污染协同模拟过程中，污染扩散模拟员角色主要任务是根据污染源、大气环境等感知的结果数据，优化选择合适的污染扩散模式，完成对空气污染时空模拟。该角色的角色思维就是对感知数据进行分析处理，同时推断出如何对这些输入的数据进行反应。在实现的时候，角色思维需要对感知到的污染源数据、大气环境数据进行处理，对污染源数据分类成点源数据、面源数据、线源数据，而后对其进行一致性处理，形成污染源输入数据；同时对大气数据中的气压、风场、湿度、下垫面等进行处理，形成环境场数据；然后，遍历角色集成的所有污染扩散模式，进行污染源数据和环境场数据与污染扩散模式之间的输入关系分析，一旦模式能够接受该数据的一部分或全部，则判断该模式对数据具有的敏感性；最后根据污染扩散模拟的时间和空间尺度要求，对模式进行优化选择，确定采用哪个污染扩散模式进行模拟，进而完成角色思维任务。角色思维在实现上可以是集成了数据分析算法和决策算法的计算机软件代码，也可以是系统外操作人员的人为判断。
[0053]如图7所示，构建角色动作模块，将角色思维结果作为输入，完成角色的行为动作模型和系统交互动作模型的构建。行为动作模型中的外在动作模型的构建，主要通过三维建模与模拟的方法实现。角色的行动和举止模拟可以通过角色社会行为模型和人工智能的方法耦合实现。比如，一个士兵在接到前进命令后向前奔跑的动作的完成，需要首先构建士兵的三维模型，实现士兵人物形象；然后建立士兵的跑步行动的运动模型，实现四肢、头部、躯体的协调运作；而后集成跑步前进过程中对障碍物规避等智能模型，实现士兵在环境中的奔跑模拟。行为动作模型中的操作动作模型的实现是通过集成动作操作所引起的外界反应的物理模型实现。比如，士兵跑步前进时引起落叶的飘动，通过将人员跑步引起的环境气流变化物理模型和落叶在气流作用下的飘动模型同时集成在系统，然后将士兵跑步的速度和身体的体积作为参数输入到气流变化物理模型中，并将计算处的其流场输入到落叶飘动物理模型中，从而完成整个的奔跑动作对落叶的影响模拟。交互行为模型主要完成系统输入和输出的任务。系统输入是指角色代表的用户，通过计算机人机交互设备，如键盘、鼠标、操作杆等，将外界对角色动作的控制信息输入到角色中。系统输出是角色的动作结果形成的结果(如数据、信息、图表等)，呈现给角色代表的用户或其他角色。如图8所示，构建角色表达模块，实现角色本身及其影响过程和结果表达。角色自身的表达是指对角色所代表的实体进行可视化和行为动作模拟，而角色影响过程和结果表达是指对角色自身以外环境的影响以及影响的效果的可视化与模拟。比如一个士兵奔跑的表达，其自身的表达可以通过三维模型实现外观表达，通过骨骼点约束性模型实现肢体协调性表达，通过角色的智能运动模型完成奔跑的表达；其对周围环境影响，如地面印出脚印、微小风场变化等，可以通过角色与环境之间的作用关系模型进行计算，并基于计算结果进行动态可视化。面向虚拟地理环境的角色可视化，在技术实现上主要借助于计算机图形学，通过三维可视化方法，如实体三维建模方法、场景生成方法、三维渲染方法等等完成。
[0054]第三步:如图2所示，建立各个模块之间的相互关系。
[0055]角色权限16通过约束与限制信息或指令①作用于其他各个模块。角色扮演11输出角色的名称、类型、权限等基本信息②到角色感知12。角色感知12将感知的结果信息③传递给角色思维13。角色思维13通过分析判断等过程，将再感知指令⑦反馈给角色感知，将角色思维结果信息④传递给角色动作14。角色动作14将角色状态与动作信息⑤传递给角色表达，将角色动作信息⑥传递给角色思维13。角色状态与动作信息⑤被虚拟地理环境接收后，启动角色表达15，完成对角色的可视化与行为模拟。
[0056]第四步:基于图1和图2所建立的角色模型，优化虚拟地理环境系统的网络通信，降低协同信息流传递。比如，在一个较大的现实环境中，当一个角色距离其他角色距离足够远，且没有其他工具可以借助时，他将与其他实体失去联系。对于这样的实体，当映射到虚拟地理环境中时，可以关闭它的网络通信功能，使该节点保持静默，即不往外发送信息，也不从外界接收信息，这样将会降低网络的信息流量，从而达到优化网络通信的效果。
[0057]图9所示为基于角色模型的虚拟地理环境多角色协同操作方法的流程，具体按照以下步骤，可以实施基于角色的虚拟地理环境多角色协同活动。以下描述只为解释使用过程，并不限定用户和角色的类型和数量。同时，描述的多角色协同操作技术方法只是其中某一种或几种，并不限定本发明涵盖的其他方法，角色的功能模块也只是角色模型的全部或部分，也不限定角色模块的任何组合方式。
[0058]以珠三角空气污染扩散的多用户协同模拟为例说明协同操作方法。需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换和修