CN108803876A - 基于增强现实的水利工程展示交互方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于增强现实技术领域，特别涉及一种基于增强现实的水利工程展示交互方法及系统，该方法包含：获取勘探测量原始数据；对勘探测量原始数据进行处理，得到三维地质模型；根据勘探测量原始数据，获取工程所处地点的场景数据，结合三维地质模型建立三维场景模型，并通过纹理贴图进行水体仿真展示；利用体感控制技术通过手势和界面按钮与当前三维场景模型进行交互控制。本发明实现虚拟场景和真实场景的融合，可以生成模型阴影，能够给用户带来较好的沉浸感，具有良好的真实性，并添加雨雪阴晴等天气情况，较好的模拟了自然状态下的水利工程的真实状态，更加贴近实际，带给用户更加直观的信息传递方式和友好的交互体验，增强用户参与程度。

Description

基于增强现实的水利工程展示交互方法及系统

技术领域

本发明属于增强现实技术领域，特别涉及一种基于增强现实的水利工程展示交互方法及系统，用于对水利工程勘探、设计、施工及运行进行展示及信息交互。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality,VR)是利用计算机产生虚拟世界，对真实环境进行模拟，用户借助必要的装备并以视、听、触感等方面的感知，与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，使虚拟现实具有交互性(interactivity)、想象性(imagination)、沉浸感(immersion)等特点。增强现实(Augmented Reality,AR)则在虚拟现实的基础上实现了进一步的发展。通过图像识别，把虚拟的信息(模型、视频、动画、声音等)经过计算机模拟仿真后，融合在真实的场景中，被用户感知并交互，极大地丰富了真实环境。增强现实技术改变了人们观察、认识世界的方式，促进了信息的交流。这项技术在游戏和娱乐中已经有了较多的应用，未来在军事、医疗、工业维修、电视转播、旅游展览等领域也将发挥更大的作用。

随着计算机硬软件技术的发展和增强现实基本理论和技术的完善和进步，增强现实技术在水利工程的应用，将有效推动水利信息化的发展，但由于水利工程的设计选型独特、施工建造艰巨、工作条件复杂等特点，使得水利工程在勘探设计、方案比选、建设施工、运行管理等方面需要进行大量预备工作。在现阶段通过二维图纸或者三维视图的进行展示，要求具备一定的专业知识基础，且形象直观性也较差；而使用实体模型、效果图、动画的展示，其制作周期长、成本高，交互性差，而且不能满足不同阶段、不同情景的展示。无论是学生在学习阶段，还是专业人员在工程的勘测设计、建设施工、运行管理过程，都面临了很多的问题和不足。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种基于增强现实的水利工程展示交互方法及系统，展示效果较好、交互方便，有效推动水利信息化的发展，拓展并丰富了水利工程在勘探设计、方案比选、建设施工及运行管理等阶段二维或三维视图的展示。

按照本发明所提供的设计方案，一种基于增强现实的水利工程展示交互方法，包含：

获取勘探测量原始数据，该勘探测量数据至少包含地质数据、地形地物数据和水文观测数据；

对勘探测量原始数据进行处理，得到三维地质模型；

根据勘探测量原始数据，获取工程所处地点的场景数据，结合三维地质模型建立三维场景模型，并通过纹理贴图进行水体仿真展示，所述的场景数据至少包含：地表形态、植被分布、道路情况、建筑物位置和河流湖泊状态；

利用体感控制技术通过手势和界面按钮与当前三维场景模型进行交互控制。

上述的，交互控制过程中，通过在预制三维地形中添加光照进行渲染烘焙，获取用于设计方案比选展示交互的虚拟场景；通过自定义着色器并添加材质球，生成三维场景模型的自身阴影，并通过界面按钮中开关控件控制自身阴影的产生或消失。

上述的，交互控制过程中，针对工程施工进度中不同时间节点，建立相关三维场景模型，通过粒子系统，模拟雨雪天气；并通过改变定向光源参数，进行阴晴天气模拟。

优选的，模拟雨雪天气，通过创建空物体并添加粒子系统，对系统参数进行设定，系统参数至少包含粒子持续时间、初始大小、最大粒子数、重力参数、粒子产生形状及粒子颜色；创建材质球并进行渲染，模拟雨雪天气。

优选的，不同时间节点下的三维场景模型中，通过建立施工机械三维模型并设置工作动画，模拟场景模型中机械工作状态和工作位置。

上述的，水利工程展示基于智能设备应用程序，通过Unity3D引擎进行多平台发布。

优选的，交互过程中，通过在Unity3D引擎中搭建AR环境，识别并加载模型多媒体信息。

上述的，交互控制过程中，通过设置模型碰撞体进行触发界面信息显示的控制。

一种基于增强现实的水利工程展示交互系统，包含：原始数据获取模块、模型建立模块及交互控制模块，其中，

原始数据获取模块，用于获取勘探测量原始数据，该勘探测量数据至少包含地质数据、地形地物数据和水文观测数据；

模型建立模块，用于对勘探测量原始数据进行处理，得到三维地质模型；并根据勘探测量原始数据，获取工程所处地点的场景数据，结合三维地质模型建立三维场景模型，并通过纹理贴图进行水体仿真展示，所述的场景数据至少包含：地表形态、植被分布、道路情况、建筑物位置和河流湖泊状态；

交互控制模块，用于利用体感控制技术通过手势和界面按钮与当前三维场景模型进行交互控制。

上述的系统中，所述的交互控制模块包含虚拟场景控制单元、模型控制单元、天气环境模拟单元和工程展示单元，其中，

虚拟场景控制单元，用于通过在预制三维地形中添加光照进行渲染烘焙，获取用于设计方案比选展示交互的虚拟场景，并通过手势和界面按钮进行虚拟场景交互控制；

模型控制单元，用于通过自定义着色器并添加材质球，生成三维场景模型的自身阴影，并通过界面按钮中开关控件控制自身阴影的产生或消失；

天气环境模拟单元，用于针对工程施工进度中不同时间节点下的三维场景模型，通过粒子系统，模拟雨雪天气；并通过改变定向光源参数，进行阴晴天气模拟；并通过手势和界面按钮进行天气模拟的交互控制；

工程展示单元，用于针对已经建成的水利工程，建立与实际工程真实程度较高的模型，添加材质球实现河流颜色的变化；通过界面按钮进行工程运行原理的演示和水位的变化。

本发明的有益效果：

本发明采用增强现实技术，通过采集真实的环境场景，并加载虚拟模型，有机的融合真实场景和虚拟模型信息，能够更加直观、真实的表达相关信息；改变水利工程传统认识过程中使用二维图纸、三维视图、实体模型、展示动画、效果图等方式，通过三维模型进行展示，依据不同的建设阶段和应用场景，采取不同的建模方式，以及不同的贴图效果和渲染手段，增加了模型的真实感；针对现有技术中与动画展示无法交互等情形，能够即时的做到展示和交互；水利工程的方案比选，传统条件下只能依据平面图纸、文字资料、工程经验进行选择，本发明在实现方案比选的功能中，预先做好地形和设计方案中的模型，可以把界面中模型拖拽到地形场景中，使比选过程更加直观、科学；进一步地实现了虚拟场景和真实场景的融合，可以生成模型阴影，能够给用户带来较好的沉浸感，具有良好的真实性，并添加雨雪阴晴等天气情况，较好的模拟了自然状态下的，水利工程的真实状态，更加贴近实际，带给用户更加直观的信息传递方式和虚拟现实的体验，增强用户参与程度，提高用户沉浸感。

附图说明：

图1为实施例中方法流程图；

图2为实施例中系统框图；

图3为实施例中交互控制模块框图；

图4为实施例中基于智能手机应用程序进行展示交互的系统框图；

图5为实施例中勘探测量展示模块示意图；

图6为实施例中设计方案展示模块示意图；

图7为实施例中建设施工展示模块示意图；

图8为实施例中工程状态展示模块示意图；

图9为实施例中勘探测量展示模块在手机端使用效果图；

图10为实施例中设计方案比选展示交互在手机端使用效果图；

图11为实施例中设计成果模型展示交互在手机段使用效果图；

图12为实施例中建设施工展示模块在手机端使用效果图；

图13为实施例中工程状态展示在手机端施工效果图。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚、明白，下面结合附图和技术方案对本发明作进一步详细的说明。

针对水利工程现有的设计选型独特、施工艰巨、条件复杂等情况，通过二维图纸或三维视图，直观性差、制作周期长、交互性差，不能满足不同阶段、不同场景展示等情形，本发明实施例一，参见图1所示，提供一种基于增强现实的水利工程展示交互方法，包含：

S01)获取勘探测量原始数据，该勘探测量数据至少包含地质数据、地形地物数据和水文观测数据；

S02)对勘探测量原始数据进行处理，得到三维地质模型；

S03)根据勘探测量原始数据，获取工程所处地点的场景数据，结合三维地质模型建立三维场景模型，并通过纹理贴图进行水体仿真展示，所述的场景数据至少包含：地表形态、植被分布、道路情况、建筑物位置和河流湖泊状态；

S04)利用体感控制技术通过手势和界面按钮与当前三维场景模型进行交互控制。

在原始工程地质勘探数据基础，构建三维地质模型，表现岩性类别、拓扑位置、覆盖厚度及断层等情况，采用地面的岩石、植被、建筑物、湖泊、河流等信息，综合搭建三维地形地物模型，将三维地质模型和三维地形地物模型进行结合，并把水体利用纹理贴图方式进行图形显示，从而得到一个较为真实的三维场景模型。为了实现方案比选的展示交互，需要预先制作地形和方案中相关设计模型，进一步，通过在预制三维地形中添加光照进行渲染烘焙，获取用于设计方案比选展示交互的虚拟场景；通过自定义着色器并添加材质球，生成三维场景模型的自身阴影，并通过界面按钮中开关控件控制自身阴影的产生或消失，生成具有一定真实感的模型，通过交互实现不同角度和范围展示、查看，并产生近似自然环境下的投影，更能与真实环境融合。

为更贴近现实环境，本发明另一个实施例中，针对工程施工进度中不同时间节点下的三维场景模型，通过粒子系统，模拟雨雪天气；并通过改变定向光源参数，进行阴晴天气模拟。通过引入不同天气环境，实现雨雪天气、阴晴天气的模拟。

优选的，模拟雨雪天气，通过创建空物体并添加粒子系统，对系统参数进行设定，系统参数至少包含粒子持续时间、初始大小、最大粒子数、重力参数、粒子产生形状及粒子颜色；创建材质球并进行渲染，模拟雨雪天气。通过粒子系统实现雨雪环境天气模拟，通过场景光照强弱实现环境天气阴晴变化，可根据实际需求进行切换和交互。

本发明的再一个实施例中，不同时间节点下的三维场景模型中，通过建立施工机械三维模型并设置工作动画，模拟场景模型中机械工作状态和工作位置。依据真实施工场地情况，添加施工机械的模型及动画，建立与实际工程真实度较高的模型，利用简单点交互，实现建设施工场景的真实展示，能够将平面和文字性的表述，直观转化为三维图形，具有一定的交互性，拓宽获取、理解信息的方式，提高交流和展示的效率。

为获取更好的展示效果，水利工程展示基于智能设备应用程序，例如智能手机应用程序等，通过Unity3D引擎进行多平台发布。Unity3D为可疑创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型开发工具，实现多平台如PC、Mac、Web等多个平台的发布。

优选的，交互过程中，通过在Unity3D引擎中搭建AR环境，识别并加载模型多媒体信息。可以使用技术比较成熟的AR开发SDK—Vuforia，利用其支持对图片、模型、文字等方式的识别，在识别完成后，可以加载模型、动画、视频、音频等多媒体信息。本发明实施例在Unity 3D引擎中搭建AR环境，能够取得较好的应用效果。在应用程序发布中，可以在Unity3D引擎上直接生成安装包，支持ios、Andoid、Windows等智能设备系统。

上述的，交互控制过程中，通过设置模型碰撞体进行触发界面信息显示的控制。对场景内模型设置碰撞体(Collider)，并更改模型的名称，编写脚本并调用Raycast函数，当手指位置与模型碰撞体有触发行为，即可判断用户选中了相关模型，此时可通过图形界面中的文本(Text)控件显示工程的相关信息。

基于上述的展示交互方法，本发明实施例还提供一种基于增强现实的水利工程展示交互系统，参见图2包含：原始数据获取模块001、模型建立模块002及交互控制模块003，其中，

原始数据获取模块001，用于获取勘探测量原始数据，该勘探测量数据至少包含地质数据、地形地物数据和水文观测数据；

模型建立模块002，用于对勘探测量原始数据进行处理，得到三维地质模型；并根据勘探测量原始数据，获取工程所处地点的场景数据，结合三维地质模型建立三维场景模型，并通过纹理贴图进行水体仿真展示，所述的场景数据至少包含：地表形态、植被分布、道路情况、建筑物位置和河流湖泊状态；

交互控制模块003，用于利用体感控制技术通过手势和界面按钮与当前三维场景模型进行交互控制。

上述的系统中，所述的交互控制模块包含虚拟场景控制单元3001、模型阴影控制单元3002、天气环境模拟单元3003和工程展示动画模拟单元3004，其中，

虚拟场景控制单元3001，用于通过在预制三维地形中添加光照进行渲染烘焙，获取用于设计方案比选展示交互的虚拟场景，并通过手势和界面按钮进行虚拟场景交互控制；

模型阴影控制单元3002，用于通过自定义着色器并添加材质球，生成三维场景模型的自身阴影，并通过界面按钮中开关控件控制自身阴影的产生或消失；

天气环境模拟单元3003，用于针对工程施工进度中不同时间节点下的三维场景模型，通过引入环境虚拟数据，模拟雨雪天气；并通过改变定向光源参数，进行阴晴天气模拟；并通过手势和界面按钮进行天气模拟的交互控制；

工程展示单元3004，用于针对已经建成的水利工程，建立与实际工程真实程度较高的模型，添加材质球实现河流颜色的变化；通过界面按钮进行工程运行原理的演示和水位的变化。

为进一步验证本发明的有效性，下面通过具体实例进行详细说明：

如图4所示，采用基于智能手机应用程序的方式进行展示，由Unity 3d引擎(简称U3D)进行开发，包括勘探测量展示模块、设计方案展示模块、建设施工展示模块、工程状态展示模块等四部分组成，其中，勘探测量展示模块，将地质勘探、地形地物数据、水文观测数据，通过构建三维模型，实现数据的汇总展示与交互；设计方案展示模块，用于实现设计方案比选及设计成果模型的展示与交互；建设施工展示模块，将不同天气情况和施工中建筑物模型相结合，添加施工机械的模型及动画，真实展示工程施工状态；工程状态展示模块，建立较为真实的建筑物竣工后模型，通过交互展示工作原理演示及建筑物工程信息及状态。图5～8中所示，所述的手势交互，是指在加载出模型后，利用手指在屏幕内的手势动作，来控制模型的旋转、移动、缩放、选中的功能。通过编写C#脚本，调用模型的Transform组件，使用相关函数来检测手指在屏幕中的滑动距离、相对位置变化以及触摸次数，进而更改相关参数的值。再把脚本与被移动模型绑定起来，实现手势对模型的控制。界面按钮交互，则相对比较简单，使用引擎中的GUI系统，进行开发。使用按钮(button)、开关(Toggle)、滑动条(Slider)、文本(Text)等控件，绑定相关的控制脚本，利用用户对界面的操作，实现模块的切换、模型控制、信息显示等功能。

图5是勘探测量展示模块构成示意图，其关键是建立三维模型，在三维地质模型的创建中，需要根据地质勘探得到的地质原始数据，利用建模工具3ds max进行三维建模，对地质层的岩性类别、拓扑位置、覆盖厚度及断层情况做较为准确的描述，并进行纹理贴图、渲染。使得模型在满足科学性的同时，具有一定的美观性。

为了更多的展现工程原始自然环境，需要进一步对工程所处的地点的地表形态、植被分布、道路情况、建筑物位置、河流湖泊等情况建立场景模型。在建造地表形态时，常常利用数字高程模型(DEM)，获取相应范围内的高程数据后，同时可进一步获取该范围内的卫星图像，通过Global Mapper软件，对高程数据初步处理，输出为.GIF格式文件，将该类型文件通过World Machine软件进一步处理后，导出为.obj格式的网格文件，并导入到3ds max中，添加卫星图像后，做最后的处理。也可根据实际需求，将DEM数据经过Global Mapper软件处理后，生成.jpg文件，利用Photoshop软件，输出为.raw格式文件，导入U3D引擎自带的地形处理工具进行处理，对植被、道路、建筑物、河流湖泊等模型的创建，可根据需要，选择不同的平台进行创建。对水体的仿真和描述，在考虑手机运行流畅的情况下，采用纹理贴图的方式进行实现，通过改变贴图在三维场景的位置，实现水位的直观展示，通过改变贴图颜色，实现水体颜色的变化。在交互方面，可以把手势脚本绑定到相应的模型中，用手势对模型进行相应的控制。同时，在用户界面设置按钮，用于对模型的放缩、旋转、移动的操作。采用上述方法后，在手机端实现效果如图9所示。

图6是设计方案展示模块构成示意图，主要由两个部分构成，一部分是设计方案比选展示与交互，另一部分是设计成果模型的展示交互。设计方案比选展示与交互，需要通过手势和界面按钮同时使用才能实现，可以按照以下步骤实现：

1)使用三维建模软件，预先创建好三维地质地形模型，以及设计方案中需要使用的模型，把模型保存为.fbx格式文件后，导入到U3D引擎中，并将设计模型保存为预制体(Prefab)；

2)在U3D引擎中，对地形模型添加相应的光照和渲染，进行烘焙处理，并设置相应的碰撞体；

3)设置用户界面，该界面中显示有相应的设计模型图片。编写C#脚本，把界面中设计模型图片与设计模型的预制体(Prefab)绑定起来；

4)编写C#脚本，判断是否有选中界面中的模型图片并移动的情况，若有移动且并触发地形碰撞体，则通过Raycast函数检测手指在屏幕中的位置，作为预制体的新的位置，进行放置。

采用上述方法后，在手机端实现效果如图10所示。

设计成果模型的展示可按照平面的设计图纸，可建立三维模型，对模型添加贴图和纹理映射，便可建成具有一定真实感的设计成果模型。为了让模型更好的与真实环境融合，可在模型加载出来的同时，生成一个阴影。首先，创建一个着色器(Shader)并进行编写；然后新建一个材质球(Material)，将着色器添加给新建的材质球；最后在场景中添加一个Plane，并附上新建的材质球。此时模型便可产生自身的阴影。对设计成果模型的交互，在之前的基础上，增加了开关(Toggle)控件，用来控制阴影的产生和消失。采用上述方法后，在手机端实现效果如图11所示。

图7是建设施工展示模块构成示意图。该模块引入了天气情况，在U3D中使用粒子系统(Particle System)，加载出模型后，模拟出了雨雪天气，可以按照以下步骤实现：

1)创建一个新的空物体，添加粒子系统组件；

2)对粒子系统进行参数设定，主要有粒子持续时间、初始大小、最大粒子数、重力参数、产生形状、粒子颜色；

3)创建一个新的材质球，对雨、雪的贴图分别进行处理后赋给材质球，将该材质球作为粒子渲染的材料，对粒子系统进行渲染；

4)为了增加粒子系统的真实感，可以进一步添加大风的粒子效果，与以上步骤基相同，只是在粒子产生形状和渲染贴图上有所区别。

对于阴晴天气的模拟而言，只需要改变场景中定向光源(Directional Light)的颜色(Color)和强度(Intensity)参数，便可实现阴晴变化。

对于建设过程仿真，需要参考施工组织设计方案，按照工程进度和施工程序，使用三维建模软件，建立不同时间节点下的三维模型，直到工程完工。在建模过程中，通过不同的贴图和纹理，搭配相应的灯光，模拟不同建造时期的模型状态。同时，根据仿真需求，建立施工机械的三维模型，相应的设置一些简单的工作动画，摆放在建设模型中，来模拟在场景中的机械的工作状态和工作位置。在建设施工展示模块中，将建设过程中的模型以及施工机械进行结合，搭配天气系统，能够更大程度上实现施工场景的模拟和可视化。交互设置中，在之前所述交互基础上，用户界面中添加四种天气切换按钮以及滑动条(Slider)控件，以实现粒子数量的控制，进而改变雨、雪量的大小变化。采用上述方法后，在手机端实现效果如图12所示。

图8是工程状态展示模块构成示意图，它实现了建设完成后，建筑物的整体模型、工作运行原理的展示，以及工程相关信息的查询显示功能。在实际工程的竣工后，建立工程整体的三维模型，现场采集的图片、纹理信息，处理后在建模软件中进行初步的渲染，将模型以.fbx格式导入进U3D中，添加光照后，建成与工程高度相似的模型结构。此时可以通过手势完成之前所述的交互操作。对附属的建筑物、配套的设备简单进行建模后，添加水体的贴图，基本构成工程竣工后的模型场景。在建模时，需要单独对可移动的模型部分单独建模，并在用户界面中设置相应的按钮，将按钮与脚本绑定，调用并修改Transform组件中的Position、Rotatin参数，模拟真实情况下的移动、旋转、升降等情况。在水利工程中，可实现闸门的启闭、水轮机叶片的旋转，升船机的升降等工作原理的演示。采用上述方法后，在手机端实现效果如图13所示。

本发明通过采集真实的环境场景，并加载虚拟模型，有机的融合真实场景和虚拟模型信息，能够更加直观、真实的表达相关信息；改变水利工程传统认识过程中使用二维图纸、三维视图、实体模型、展示动画、效果图等方式，通过三维模型进行展示，依据不同的建设阶段和应用场景，采取不同的建模方式，以及不同的贴图效果和渲染手段，增加了模型的真实感；针对现有技术中与动画展示无法交互等情形，能够即时的做到展示和交互；水利工程的方案比选，传统条件下只能依据平面图纸、文字资料、工程经验进行选择，本发明在实现方案比选的功能中，预先做好地形和设计方案中的模型，可以把界面中模型拖拽到地形场景中，使比选过程更加直观、科学；进一步地实现了虚拟场景和真实场景的融合，可以生成模型阴影，能够给用户带来较好的沉浸感，具有良好的真实性，并添加雨雪阴晴等天气情况，较好的模拟了自然状态下的，水利工程的真实状态，更加贴近实际，带给用户更加直观的信息传递方式和虚拟现实的体验，增强用户参与程度，提高用户沉浸感。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

结合本文中所公开的实施例描述的各实例的模块及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能是以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域普通技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不认为超出本发明的范围。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如：只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于增强现实的水利工程展示交互方法，其特征在于，包含如下内容：

获取勘探测量原始数据，该勘探测量数据至少包含地质数据、地形地物数据和水文观测数据；

对勘探测量原始数据进行处理，得到三维地质模型；

根据勘探测量原始数据，获取工程所处地点的场景数据，结合三维地质模型建立三维场景模型，并通过纹理贴图进行水体仿真展示，所述的场景数据至少包含：地表形态、植被分布、道路情况、建筑物位置和河流湖泊状态；

利用体感控制技术通过手势和界面按钮与当前三维场景模型进行交互控制。

2.根据权利要求1所述的基于增强现实的水利工程展示交互方法，其特征在于，交互控制过程中，通过在预制三维地形中添加光照进行渲染烘焙，获取用于设计方案比选展示交互的虚拟场景；通过自定义着色球并添加材质球，生成三维场景模型的自身阴影，并通过界面按钮中开关控件控制自身阴影的产生或消失。

3.根据权利要求1所述的基于增强现实的水利工程展示交互方法，其特征在于，交互控制过程中，针对工程施工进度中不同时间节点下的三维场景模型，通过粒子系统，模拟雨雪天气；并通过改变定向光源参数，进行阴晴天气模拟。

4.根据权利要求3所述的基于增强现实的水利工程展示交互方法，其特征在于，模拟雨雪天气，通过创建空物体并添加粒子系统，对参数进行设定，粒子系统系统参数至少包含粒子持续时间、初始大小、最大粒子数、重力参数、粒子产生形状及粒子颜色；创建材质球并进行渲染，模拟雨雪天气。

5.根据权利要求3所述的基于增强现实的水利工程展示交互方法，其特征在于，不同时间节点下的三维场景模型中，通过建立施工机械三维模型并设置工作动画，模拟场景模型中机械工作状态和工作位置。

6.根据权利要求1所述的基于增强现实的水利工程展示交互方法，其特征在于，水利工程展示基于智能设备应用程序，通过Unity3D引擎进行多平台发布。

7.根据权利要求6所述的基于增强现实的水利工程展示交互方法，其特征在于，交互过程中，通过在Unity3D引擎中搭建AR环境，识别并加载模型多媒体信息。

8.根据权利要求1所述的基于增强现实的水利工程展示交互方法，其特征在于，交互控制过程中，通过设置模型碰撞体进行触发界面信息显示的控制。

9.一种基于增强现实的水利工程展示交互系统，其特征在于，包含：原始数据获取模块、模型建立模块及交互控制模块，其中，

原始数据获取模块，用于获取勘探测量原始数据，该勘探测量数据至少包含地质数据、地形地物数据和水文观测数据；

模型建立模块，用于对勘探测量原始数据进行处理，得到三维地质模型；并根据勘探测量原始数据，获取工程所处地点的场景数据，结合三维地质模型建立三维场景模型，并通过纹理贴图进行水体仿真展示，所述的场景数据至少包含：地表形态、植被分布、道路情况、建筑物位置和河流湖泊状态；

交互控制模块，用于利用体感控制技术通过手势和界面按钮与当前三维场景模型进行交互控制。

10.根据权利要求9所述的基于增强现实的水利工程展示交互系统，其特征在于，所述的交互控制模块包含虚拟场景控制单元、模型阴影控制单元、天气环境模拟单元和工程展示单元，其中，

虚拟场景控制单元，用于通过在预制三维地形中添加光照进行渲染烘焙，获取用于设计方案比选展示交互的虚拟场景，并通过手势和界面按钮进行虚拟场景交互控制；

模型阴影控制单元，用于通过自定义着色球并添加材质球，生成三维场景模型的自身阴影，并通过界面按钮中开关控件控制自身阴影的产生或消失；

天气环境模拟单元，用于针对工程施工进度中不同时间节点下的三维场景模型，通过粒子系统，模拟雨雪天气；并通过改变定向光源参数，进行阴晴天气模拟；并通过手势和界面按钮进行天气模拟的交互控制；

工程展示单元，用于针对已经建成的水利工程，建立与实际工程真实程度较高的模型，添加材质球实现河流颜色的变化；通过界面按钮进行工程运行原理的演示和水位的变化。