CN115130171A - 基于ar场景的环境分析系统、方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

基于ar场景的环境分析系统、方法、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于AR场景的环境分析系统、方法、电子设备及存储介质，所述系统包括客户端和服务端，所述客户端包括客户端通信模块、数字三维模型模块、环境因素获取模块、环境融合模块以及显示模块，所述服务端包括服务端通信模块和建模模块；所述数字三维模型模块经所述客户端通信模块从服务端获取目标地理区域的数字三维模型，并与用户AR终端设备摄像头采集的平面图像融合在一起得到目标地理模拟环境；所述环境因素获取模块基于指定的环境分析指标获取影响目标地理环境的环境因素；所述环境融合模块将环境因素融合到所述目标地理模拟环境中以得到目标地理模拟分析环境。本发明能够基于AR场景分析不同的环境因素对目标地理区域的影响。

Description

基于AR场景的环境分析系统、方法、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及AR(Augmented Reality，增强现实)技术领域，特别地涉及一种基于AR场景的环境分析系统、方法、电子设备及存储介质。
背景技术
在城市规划、房地产开发、自然灾难预警等领域，在对某个地理区域进行开发、规划时，传统的技术是采用平面的图纸设计或CAD设计，无论是在开发过程中，还是开发完成之后都无法提供形象而直观的印象；对于自然灾难的预警，通常是根据地图了解当地的地理环境，这种平面的地理环境数据比较抽象，直观性不强。三维绘图技术及软件的出现为以上各领域带来了巨大的变化，以对某个目标地理区域进行房地产开发、城市规划为例，通常是先根据详细的规划数据利用三维绘图软件设计出三维立体效果图，通过审核之后再根据效果图制成实体模型，如常见的房地产开发楼盘在售卖时使用的沙盘。随着AR、VR(VirtualReality，虚拟现实)技术的发展，AR、VR技术也越来越多地应用到上述领域中。例如VR社区、房地产业中的AR沙盘和AR样板间等。所述VR社区是指依照设计通过VR技术建立一个虚拟的三维空间环境，人们利用穿戴式等互动工具沉浸到所述三维空间中，以动态的方式对空间中的街道、建筑等进行身临其境的体验、审视和评估，进而对当前的设计进行修改。房地产开发商为了宣传新开发的楼盘，通常依据楼盘项目或样板间的数据创建数字三维模型，并通过移动APP(Application，应用)在移动终端的屏幕中产生增强现实的沙盘或样板间，客户可以在任意角度观看楼盘项目或样板间。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种基于AR场景的环境分析系统、方法、电子设备及存储介质，用以利用AR场景分析环境因素对目标地理区域的影响。
为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种基于AR场景的环境分析系统的客户端，其运行于用户AR终端设备中，所述用户AR终端设备至少包括处理器、存储器、显示屏幕及摄像头，所述客户端包括客户端通信模块、数字三维模型模块、环境因素获取模块、环境融合模块和显示模块，其中，所述客户端通信模块经配置与服务端相通信；所述数字三维模型模块与所述客户端通信模块相连接，经配置以经所述客户端通信模块从服务端获取目标地理区域的数字三维模型，并与用户AR终端设备摄像头采集的图像融合在一起得到增强现实的目标地理模拟环境；所述环境因素获取模块与所述数字三维模型模块或客户端通信模块相连接，经配置以基于指定的环境分析指标和当前目标地理模拟环境，按照对应的分析策略确定影响目标地理环境的环境因素，或者通过所述客户端通信模块向服务端发送指定的环境分析指标，并接收服务端返回的对应环境因素；所述环境融合模块与所述数字三维模型模块相连接，经配置以将环境因素融合到所述目标地理模拟环境中以得到目标地理模拟分析环境；所述显示模块与所述数字三维模型模块和环境融合模块相连接，经配置以在用户AR终端设备的显示屏幕上显示所述目标地理模拟环境或所述目标地理模拟分析环境。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种基于AR场景的环境分析系统的服务端，经配置包括服务端通信模块和建模模块，所述服务端通信模块，经配置与权利要求1-13任一所述的客户端相通信；所述建模模块与所述服务端通信模块相连接，经配置以基于目标地理区域的规划数据创建数字三维模型，并基于客户端的资源请求向客户端提供目标地理区域的数字三维模型。
为了解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种基于AR场景的环境分析方法，其应用于客户端，其中包括以下步骤：
基于用户启动操作从服务端获取目标地理区域的数字三维模型；
获取用户AR终端设备摄像头采集的图像并从中识别出平面，并将所述数字三维模型与所述平面的三维模型融合在一起得到目标地理模拟环境，并通过用户AR终端设备的显示屏幕显示；
基于指定的环境分析指标和当前目标地理模拟环境，按照对应的分析策略确定影响目标地理环境的环境因素；或向服务端请求对应指定环境分析指标的环境因素；以及
将环境因素融合到所述目标地理模拟环境中以得到目标地理模拟分析环境，并通过用户AR终端设备的显示屏幕显示。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种基于AR场景的环境分析方法，其应用于服务端，包括以下步骤：
基于目标地理区域的规划数据创建并存储数字三维模型；以及
与前述客户端相通信，基于客户端发送的资源请求向客户端提供目标地理区域的数字三维模型。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种电子设备，其包括处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；所述处理器执行所述计算机程序指令时实现前述应用于客户端的基于AR场景的环境分析方法；或者实现前述应用于服务端的基于AR场景的环境分析方法。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现前述应用于客户端的基于AR场景的环境分析方法；或者实现前述应用于服务端的基于AR场景的环境分析方法。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现前述应用于客户端的基于AR场景的环境分析方法；或者实现前述应用于服务端的基于AR场景的环境分析方法。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种AR终端设备，其至少包括处理器、存储器、显示屏幕及摄像头，其中所述存储器中存储有计算机程序指令，所述处理器在执行存储器中的计算机程序指令实现前述应用于客户端的基于AR场景的环境分析方法。
本发明提供的基于AR场景的环境分析系统、方法能够基于AR场景分析自然环境因素、社会环境因素等对目标地理区域的影响，显示直观、现场感强。
附图说明
下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：
图1是根据本发明的实施例一的基于AR场景的环境分析系统的原理框图；
图2是根据本发明的一个实施例的用户AR终端设备原理框图；
图3是根据本发明的一个实施例的基于AR场景的环境分析系统的地理模拟环境的生成及展示流程图；
图4是根据本发明的一个实施例的基于AR场景的环境分析流程图；
图5是根据本发明的一个实施例环境因素获取模块的原理框图；
图6是根据本发明的一个实施例的环境融合模块的原理框图；
图7是根据本发明的一个实施例的日照分析单元的原理框图；
图8是根据本发明的一个实施例的楼间距及阴影关系示意图；
图9是根据本发明的一个实施例的降水分析单元的原理框图；
图10是根据本发明的一个实施例的大气分析单元的原理框图；
图11是根据本发明的一个实施例的声音分析单元的原理框图；
图12是根据本发明实施例二的基于AR场景的环境分析系统客户端的原理框图；
图13是根据本发明实施例三的基于AR场景的环境分析系统客户端的原理框图；
图14是根据本发明的一个实施例的环境评估模块的原理框图；
图15是根据本发明实施例四的基于AR场景的环境分析系统客户端的原理框图；
图16是根据本发明实施例四基于AR场景的环境分析系统服务端原理框图；以及
图17是根据本发明的一个实施例基于AR场景的环境分析系统的服务端原理框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。
目前的AR技术在上述领域中的应用通常仅限于展示模拟场景、将虚拟对象显示在模拟三维空间中等等。本发明进一步提出将应用AR场景分析某个地理区域自然环境的技术方案。
例如，虽然现有的AR和VR技术为城市规划、房地产开发等领域带来了新的设计体验和营销方式，但是对于规划者，如房地产商来说，AR沙盘和AR样板间仅作为一种提高购房者体验的一种手段，并没有在楼盘的规划阶段很好地利用AR技术。对于购房者来说，通过AR沙盘仅能看到当前楼盘的楼房、景观等的布局情况，但是这种布局是否合理、楼盘所在地理区域、某个楼层、单元所受自然环境、社会环境等的影响更是不得而知，因而，虽然购房者能够通过AR沙盘对楼盘的布局有一定的了解，但是仍然有很多要考虑的因素无法从AR沙盘、AR样板间得到。同理，对于自然灾难预警等领域，现有的AR技术仅用于提供模拟环境的展示功能，并没有充分发挥出AR技术的优势。
本发明利用AR技术实现对目标地理区域真实环境的分析，具体说明如下：
实施例一
图1是根据本发明的实施例一的基于AR场景的环境分析系统的原理框图。在本实施例中，基于AR场景的环境分析系统包括客户端10和服务端20，其中客户端10位于用户AR终端设备30中，服务端20位于服务器40中。其中，参见图2，图2是根据本发明的一个实施例的用户AR终端设备原理框图。所述用户AR终端设备30至少包括处理器31、存储器32、显示屏幕36和摄像头34，更好地，所述用户AR终端设备30还包括网络模块33、传感器35和扬声器37等元器件或功能模块。其中，存储器32可以为内置存储器或外置存储器，用于存储各种数据、程序指令集。所述网络模块33用于连接互联网，使所述用户AR终端设备30可以访问互联网并从中获得期望的数据、信息等。所述摄像头34可以采集图像、视频。所述传感器35例如光线传感器、距离传感器、陀螺仪、加速度传感器等等中的一个或多个。所述客户端10生成的AR场景可通过显示屏幕36显示。所述的用户AR终端设备30可以实施为智能手机、平板电脑、AR眼镜等设备。
在本实施例中，所述客户端10包括客户端通信模块11、数字三维模型模块12、环境因素获取模块13、环境融合模块14和显示模块15。其中，所述客户端通信模块11用于与服务端20相通信。所述数字三维模型模块12与所述客户端通信模块11相连接，经所述客户端通信模块11从服务端20获取目标地理区域的数字三维模型，并与用户AR终端设备30的摄像头34采集的图像融合在一起得到增强现实的目标地理模拟环境。所述环境因素获取模块13与所述数字三维模型模块12相连接，基于指定的环境分析指标和当前目标地理模拟环境，按照对应的分析策略确定影响目标地理环境的环境因素。所述环境融合模块14与所述环境因素获取模块13相连接，将影响目标地理环境的环境因素融合到所述目标地理模拟环境中以得到目标地理模拟分析环境。所述显示模块15与所述数字三维模型模块12和环境融合模块14相连接，用以在用户AR终端设备30的显示屏幕26上显示所述目标地理模拟环境或所述目标地理模拟分析环境。
具体地，图3是根据本发明的一个实施例的基于AR场景的环境分析系统的地理模拟环境的生成及展示流程图。在本实施例中，为了生成并显示目标地理模拟环境，包括以下步骤：
步骤S10，接收用户的启动操作。所述启动操作根据不同的应用场景对应不同的含义，例如当客户端只提供一个地理区域的环境分析时，因为只有一个地理区域，因而当用户AR终端设备30中运行客户端10时，即可以认为用户实施了启动操作。当客户端10提供多个不同地理区域的环境分析时，需要用户选择一个作为当前操作的目标地理区域，因而，客户端10可提供一个主界面，例如，以列表的形式、地图标志的形式提供可供用户选择的地理区域。当用户在主界面选择了一个地理区域的标识或标志作为目标地理区域时，则认为用户实施了启动操作。
步骤S11，从服务端获取目标地理区域的数字资源。所述客户端10中的所述数字三维模型模块12在得到了用户的启动操作后，向服务端发送数字资源请求，所述数字资源请求中包括目标地理区域的标识。服务端30接收到所述请求后，向根据目标地理区域的标识提供对应的数字资源，客户端10接收到所述数字资源后缓存到本地。所述数字资源例如为目标地理区域的整体三维模型及对应的规划数据。以楼盘为例，整体三维模型包括楼盘中各种地面/地下所有建筑、景观的三维模型及相互之间的关联，通过将建筑、景观的三维模型按照它们之间的关联(如建筑、景观的布局、建筑物之间的距离、与当地地形的位置关系等)即可以生成整体三维模型。又例如某个山地的整体三维模型包括山地地形的三维模型、山地中的植被、河流、路道、人为建筑等的三维模型及这些三维模型的布局等等。山地的数字资源还包括实际测绘数据，如多个观测点的海拔高度、岩层数据、植被的类型、河流的相关数据等等。前述的规划数据、实际测绘数据为后续的环境分析提供了数据支持。
步骤S12，判断是否接收到图像。其中，为了在用户当前环境展示前述获得的数字资源，需要用户输入当前环境图像。具体地，用户可在客户端的提示下通过摄像头34采集其所在场所的图像。为了显示数字模型，需要图像中具有一个平面，如桌面、地面等，并将其发送给所述客户端10。当所述客户端10的数字三维模型模块12接收到该用户传送的图像后执行步骤S13，如果没有接收到用户传送的图像，则在步骤S16发送提醒消息，并在显示屏幕36中显示给用户，用以提示用户采集图像。
步骤S13，判断所述图像是否符合要求。例如，判断该图像中是否具有平面，如果是，则符合要求，执行步骤S14。如果不是，则在步骤S16发送提醒消息，并在显示屏幕36中显示给用户，用以提示用户采集一个具有平面的图像。
步骤S14，将所述数字资源与所述平面图像融合在一起得到增加现实的目标地理模拟环境。
步骤S15，通过用户AR终端设备的显示屏幕显示目标地理模拟环境。此时，用户可以通过其AR终端设备30的显示屏幕36看到当前场所环境及融合到当前场景中的数字资源，如三维模拟楼盘、三维模拟城市、三维模拟自然山区等等。
在本发明的一个实施例中，以上过程可以由采用任意一款AR开发系统/平台/软件开发工具包生成的所述数字三维模型模块12来完成，例如Google公司的ARCore软件开发工具包、苹果公司的ARKit、华为公司的AREngine等。通过这些开发工具生的数字三维模型模块12基于Slam空间技术对用户当前位置即时定位，从当前接收到的场所图像中识别出平面，并构建平面的三维模型。基于ARPlaneManager识别到已经构建的平面三维模型，使用ARRaycast利用摄像头(AR场景中用户眼睛)的位置构建一条射线，当所述射线与AR场景中的平面三维模型发生了碰撞时，可以得到碰撞位置坐标，在确定的碰撞位置坐标点生成数字资源的三维模型，从而呈出到AR效果。
当用户在其AR终端设备中可以看到目标地理模拟环境时，其可以在各个角度查看该模拟环境。例如，当用户持其AR终端设备走动时，数字三维模型模块12基于AR终端设备中的陀螺仪感测到的数据跟踪并定位到用户的位置，将其转换成显示屏幕36中三维空间的位置，基于新的位置更新三维模型与AR终端设备的相对位置，从而改变目标地理模拟环境的角度，达到在与现实世界中观察目标地理区域相同的效果。
当用户在其AR终端设备的显示屏幕36中可以观察到目标地理模拟环境后，可以选择其关心的环境分析指标，从得到目标地理模拟分析环境。参见图4，图4是根据本发明的一个实施例的基于AR场景的环境分析流程图。
步骤S20，监测用户指定环境分析指标。客户端10在通过AR终端设备的显示屏幕36展示目标地理模拟环境的过程中，监测用户是否指定环境分析指标。例如，用户可以通过屏幕操作调出主界面，从中指定环境分析指标。
步骤S21，判断是否接收到指定的环境分析指标，如果接收到则执行步骤S22，如果没有接收到则返回步骤S20。
步骤S22，基于指定的环境分析指标和当前目标地理模拟环境，按照对应的分析策略确定影响目标地理环境的环境因素。即图1中的环境因素获取模块13根据指定的环境分析指标，如日照、降水、大气和噪音中的一种，基于数字资源中的当前目标地理区域的规划数据或实际测绘数据等进行分析、计算，最终确定影响目标地理环境的环境因素。例如，对应日照的环境因素为太阳阴影，对应降水的环境因素为积水高度，对应大气的环境因素为空气质量，对应噪音的所述环境因素为声音音量，环境因素获取模块13将这些环境因素发送给环境融合模块14。
步骤S23，将影响目标地理环境的环境因素融合到所述目标地理模拟环境中以得到目标地理模拟分析环境。环境融合模块14接收到这些环境因素数据后，将其融合到原目标地理模拟环境中。
步骤S24，在用户AR终端设备的显示屏幕显示目标地理模拟分析环境。此时，当用户选择的是日照作为环境分析指标时，用户可以看到当前三维模拟空间中的建筑物、景观等模拟对象(以下将对应目标地理区域中的各种具有三维空间形态的物体，如建筑物、山石、树木等统称为模拟对象)带有太阳阴影，并且所述太阳阴影符合真实世界空间中太阳成影规律。当用户选择的是降水作为环境分析指标时，用户可以看到当前三维模拟空间中的降水场景及地面积水情况。这里所述的降水可以是降雨、降雪、冰雹等。地面积水情况对应为雨水、雪及冰雹的累积高度。当用户选择的是大气作为环境分析指标时，用户可以看到当前三维模拟空间中有关大气的场景，例如一个住宅小区中在有雾霾的天气中，各个地区、楼层被雾霾笼罩的情况。当用户选择的是噪音作为环境分析指标时，用户可以听到住宅小区不同区域、不同楼层以及同一楼层房间在关窗和开窗时的噪音的情况。在每一种目标地理模拟分析环境中，用户可以根据需要查看不同区域、不同地点受环境因素影响的情况。例如，查看同一楼层/房间在不同时刻被其他楼阴影覆盖的情况，或者不同级别降水带来的不同积水情况，或者是在相同或不同雾霾等级时，相同楼层/不同楼层的空气质量，又或者是在距离声源不同距离、或者不同楼层处的噪音音量的大小等等。
如图5和图6所示，图5是根据本发明的一个实施例环境因素获取模块的原理框图，图6是根据本发明的一个实施例的环境融合模块的原理框图。在本实施例中，所述环境因素获取模块13包括日照分析单元131、降水分析单元132、大气分析单元133和声音分析单元134中的一个或多个。对应地，环境融合模块14对应包括投影映射单元141、降水融合单元142、大气融合单元143和音效融合单元144中的一个或多个。当用户指定了一种环境分析指标时，环境因素获取模块13中的对应分析单元进行相应的环境分析，并由环境融合模块14中的对应单元将分析后得到的环境因素融合到当前的目标地理模拟环境中，从而可以通过显示模块在显示屏幕中显示出所述目标地理模拟分析环境。
在一个实施例中，如图7所示，所述日照分析单元131包括太阳角度计算子单元1310，用以基于目标地理区域的地理位置数据及时间信息计算得到对应时刻的太阳高度角及太阳方位角并将计算得到的数据发送给环境融合模块14对应包括投影映射单元141。其中，太阳高度角是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角，其影响的是阴影长短，太阳方位角通常被定义为太阳光线在地面上的垂线与北向的顺时针测量角。
由于太阳高度角随着当地纬度、地方时和太阳赤纬的变化而变化，因而可以按照公式1-1来计算太阳高度角的三角函数值后再计算其反三角函数值，则可以得到太阳高度角h。
Figure BDA0003661151340000111
其中，h表示太阳高度角；
Figure BDA0003661151340000112
表示目标地理区域的地理纬度；δ表示太阳赤纬，
Figure BDA0003661151340000113
n为自然数，代表日期序号，在1月1日时，n＝1；所述太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正，南纬为负；t表示地方时(时角)。以上h、
Figure BDA0003661151340000114
和δ的单位为度。
时角t每小时增长15°，以日出时间为起始时间(显示阴影)，日落时间为结束(不显示阴影)时间。因而，通过计算当日、当地的日出时间和日落时间，再根据当前的时间即可以得到时角t。例如，根据当地纬度和太阳赤纬得到经度差，再根据经度差计算出日出时间和日落时间。
以时间为7月5日、地理位置为上海(平均北纬31.28度)为例计算其日出时间和日落时间如下：
首先计算上海的太阳赤纬δ：
Figure BDA0003661151340000121
而后计算经度差：θ＝sin-1(tan 31.28°tan 22.6459°)＝14.6825°
日出时间：
Figure BDA0003661151340000122
通过对称性得到日落时间：
Figure BDA0003661151340000123
太阳的方位角AZ可通过以下公式1-2计算得到：
Figure BDA0003661151340000124
太阳角度计算子单元1310通过用户AR终端设备的GPS定位数据获取到目标地理区域的经纬度数据，采用上述公式计算目标地理区域在从日出到日落整个期间的太阳高度角、方位角、时角等数据，再将所述数据传递给投影映射单元141。所述投影映射单元141根据这些数据及数字资源的空间坐标系、与真实地理区域的缩放比例确定模拟太阳所在位置，并发射平行光线到所述数字资源中的三维模拟对象上，计算每个三维模拟对象的太阳投影，再将所述太阳投影映射到当前的目标地理模拟环境中，根据对光线的遮挡渲染光线和阴影效果，从而形成了太阳阴影。
在一个实施例中，用户可以指定任意地点，查看任意时刻的太阳阴影情况，也可以查看任一段时间段内的太阳阴影情况。当用户指定了一个时间段后，显示模块15按照时间线在当前的目标地理模拟环境中显示指定地点或整体环境中的太阳阴影的变化。
在另一个实施例中，所述日照分析单元131还包括阴影关系获取子单元1311，用以获取目标地理区域中的模拟对象之间的距离、模拟对象高度和太阳阴影指标之间的函数关系式。以住宅小区为例，图8是根据本发明的一个实施例的楼间距及阴影关系示意图，根据图8所述示意图及三角函数关系式可知，太阳阴影的长度l、楼高H和太阳高度角h之间的关系符合以下公式1-3：
l＝Hcoth 1-3
根据公式1-3可知，当楼高H固定时，太阳高度角h越大，楼的太阳阴影的长度l越小。为了保持各楼层都有良好的采光，至少需要保证一层在正午时不会被其他楼的阴影遮挡，即太阳阴影的长度l和楼间距L需要满足以下公式1-4：
Lmin≥lmin 1-4
根据公式1-3和公式1-4可得到阴影关系式如公式1-5:
Lmin≥Hcothmax 1-5
图9是根据本发明的一个实施例的降水分析单元的原理框图。在本实施例中，所述降水分析单元132包括降水模拟子单元1320和积水计算子单元1321，其中，所述降水模拟子单元1320基于指定的降水指标及其等级，通过特效生成降水模拟效果。本实施例中的降水指标包括降雨、降雪或降冰雹等，以降雨为例，所述降水模拟子单元1320通过粒子特效可以模拟降雨效果，并将所述粒子特效构成的降雨效果对应数据发送给环境融合模块14中的降水融合单元142。降水融合单元142将降雨效果融合到目标地理模拟环境中，从而可以通过显示屏幕显示出模拟降雨的场景。所述积水计算子单元1321基于指定的降水指标及其等级和目标地理区域对应所述降水指标的排水量计算在指定时间段内的表面积水高度。其中，获得的数字资源中包括目标地理区域的排水能力数据，以降雨为例，根据降雨等级对应的降雨量和排水能力数据，可以计算出单位时间内的积水总量，再根据地表面积从而计算得到地表积水高度。所述积水计算子单元1321将所述地表积水高度发送给所述环境融合模块14中的降水融合单元142，在当前位置的目标地理模拟环境中叠加表面积水高度的模拟场景。当用户指定了降水指标及对应的等级时，用户可以通过AR终端设备的显示屏幕观看到目标地理模拟环境的模拟降雨场景及地于积水情况。为了使用户能够清楚地了解到积水、降雨情况，可以在当前场景中叠加信息框，在信息框中以文字或图表的方式分别显示降雨和积水数据。对应于降雪、降冰雹，除了通过积水计算子单元1321计算对应的地面积雪高度或冰雹积累高度外，还可以包括建筑物表面的承重、抗击能力的计算单元，例如对于降雪的情况，对于一个住宅小区，根据楼顶积雪高度及楼顶建材的承重数据计算楼顶的积雪承重能力。对于降冰雹的情况，计算小区中各种建筑物对不同级别冰雹的抗击能力。
图10是根据本发明的一个实施例的大气分析单元的原理框图；在本实施例中，所述大气分析单元133经配置包括空气模拟子单元1330和气体流动模拟子单元1331，其中，所述空气模拟子单元1330基于指定的空气指标及其质量等级数据通过特效生成空气模拟场景。例如，根据指定的空气指标调整雾参数，从而生成不同空气颗粒度、不同颜色和不同能见度的模拟空气，并将这些数据发送给所述环境融合模块14中的大气融合单元143，由大气融合单元143将模拟空气叠加到目标地理模拟环境中生成当前空气模拟场景。所述气体流动模拟子单元1331与所述空气模拟子单元1330相连接，基于风向、风速等级和目标地理模拟环境计算模拟空气在不同区域的流动数据以生成模拟空气流动场景的数据，并由大气融合单元143在当前位置的目标地理模拟环境中叠加空气流动模拟场景。所述的不同区域例如为住宅小区不同楼层、小区中的公园绿地、绿化带等区域。当用户指定了大气作为分析指标时，所述分析指标包括空气质量、风向、风速等级等数据，用户可以观看到目标地理模拟环境中的整体空气模拟场景，还可以指定位置(如不同楼层)，查看指定位置的大气数据，大气数据可以以信息框的形式显示给用户。
图11是根据本发明的一个实施例的声音分析单元的原理框图。在本实施例中，所述声音分析单元134经配置包括音效子单元1340和音量计算子单元1341，其中，所述音效子单元1340用以对目标地理模拟环境布置来自指定声源的三维音效。所述音量计算子单元1341与所述音效子单元1340相连接，根据目标位置与所述声源的距离、目标地理环境及声音衰减函数计算目标位置的音量。所述目标位置例如为用户指定的位置，如某个楼层的外部或内部。所述声音衰减函数例如可采用以下公式1-6：
Lp＝Lw-K+DIm-Ae 1-6
其中，当声源为点状时，其辐射球面波，音量为Lw，发散衰减量为K，其中K＝10log(10,4π)+20log(10,r)，r为声源与指定位置之间的距离；所述DIm为指向性因子，表示声源附近是否存在反射面，或者声源本身就是非点声源，每增加一个反射面即可增加3dB；所述Ae为其他附加衰减，例如不同的空气状况的空气吸收量Aa和障碍物附加衰减量Abhp，其中空气吸收量Aa与声音频率、气压、温度、湿度相关，障碍物附加衰减量Abhp可根据障碍物材质查表得到。
由于上述公式比较复杂，涉及到的因素较多，也可以采用比较简单的对数函数来代替上述公式，并且，通过对开发系统中关于声源一项的设置参数进行适当地配置，从而可以达到采用上述公式1-6计算的相同效果。其中，所述开发系统中可以配置的参数例如多普勒级别、音量衰减函数、最大及最小距离等参数。所述音量计算子单元1341基于上述配置参数得到指定位置的音量，并将其发送给所述环境融合模块14中的音效融合单元144。所述音效融合单元144在当前位置的目标地理模拟环境中的目标位置叠加对应音量的三维音效。
为了使用户可以听到所述三维音效，所述客户端还包括音频播放模块(图中未示出)，所述音频播放模块按照开发系统中的音频输出配置参数生成对应的音频，并通过用户AR终端设备中的麦克风播放目标地理模拟环境中指定位置的三维音效。所述音频输出配置参数例如音量、音调、立体声像、空间混合等参数。
当用户指定了位置后，可以听到实际在所述位置时应听到声音，包括音调(如汽车喇叭声、噪音等)和音量。由于所述音量计算子单元1341可以计算目标地理区域中的任意地点的音量，并在计算音量时参考到障碍物、不同空气状况等因素，因而，当用户指定不同楼层、开窗与否时可以听到不同音量的声音，从而可以真切地感受到不同楼层、开窗与不开窗时所受到的声源影响。
在以上实施例中，用户在启动其AR终端设备中启动客户端10后，根据用户指定的目标地理区域，从服务端获得数字资源，并在显示屏幕36中的当前场景的一个平面上显示所述目标地理区域的三维模拟环境。当用户指定一项环境分析指标时，可得到目标地理区域的对应模拟分析环境，例如，显示太阳阴影、显示降雨虚拟场景及地表积水等等。
在一个实际应用实施例中，对于一个在售的住宅小区中，销售人员可以应用本系统详细地介绍住宅小区的各种具体情况，而购房者则可以了解到更多其关心的居住影响因素，并能够比较真实地感受到居住时的各种体验，如光照情况、积水影响、噪音影响等等。
实施例二
图12是根据本发明实施例二的基于AR场景的环境分析系统客户端的原理框图。与图1中的实施例相比，本实施例在客户端10a还包括了实时天气模拟模块16a，其与所述数字三维模型模块12a、环境因素获取模块13a和环境融合模块14a相连接，其通过所述用户AR终端设备的网络服务获取当前实时天气数据，根据所述实时天气数据生成模拟天空增加到目标地理模拟环境中，并指定当前所述目标地理模拟环境的环境分析指标。例如，当用户在启动客户端向服务端请求目标地理区域的数字资源的同时，实时天气模拟模块16a通过所述用户AR终端设备的网络服务获取当前实时天气数据，例如，“晴、东北风2-3级、当前气温22摄氏度、空气质量轻度雾霾”等等。实时天气模拟模块16a根据该数据首先生成蓝色的模拟天空增加到获得的数字资源中，同时生成指定的环境分析指标发送给环境因素获取模块13a。例如，当天气为晴时，可以得到“日照”这一环境分析指标，所述环境因素获取模块13a按照前述实施例中的方式得到对应的“太阳阴影”这一环境因素，并发送给环境融合模块14a。当数字三维模型模块12a生成了目标地理模拟环境后，在其中融合对应的太阳阴影，从而得到带有太阳阴影的目标地理模拟分析环境。又例如，根据“东北风2-3级、空气质量轻度雾霾”生成“大气”这一环境分析指标，最终在目标地理模拟环境中增加具有流动雾霾效果的模拟空气场景。从而在用户AR终端设备的显示屏幕中可以根据当前的实时天气显示出目标地理区域的环境。当用户在启动客户端时，当前为雨天，则在用户AR终端设备的显示屏幕中显示的是雨天的目标地理区域模拟环境。由于本实施例中的实时天气模拟模块16a是实时获得的天气数据，因此，用户AR终端设备中显示的目标地理区域模拟环境根据当地、当前的天气实时、动态地变化，更加增强了现实感。
实施例三
图13是根据本发明实施例三的基于AR场景的环境分析系统客户端的原理框图。与图1的实施例相比，本实施例在客户端10b还包括了环境评估模块17b，其与所述环境因素获取模块13b相连接，用于对环境因素获取模块13b获得的环境因素进行评估以得到评估数据。其中，如图14所示，图14是根据本发明的一个实施例的环境评估模块的原理框图。所述环境评估模块17b包括日照评估单元171b、排水评估单元172b、空气质量评估单元173b和噪音评估单元174b中的一个或多个。其中，所述日照评估单元171b基于目标地理区域中模拟对象之间的实际距离、模拟对象高度与模拟阴影关系式生成以太阳阴影作为影响指标的日照评估数据。例如，根据住宅小区中的楼高、楼间距及阴影关系式，计算出小区中任意一个住宅单元的太阳光照情况，并以太阳阴影作为影响指标，确定当前小区住宅楼的分布是否合理。所述排水评估单元172b基于目标地理区域的规划排水量及在指定时间段内的模拟表面积水高度确定目标地理区域的排水能力评估数据。例如，根据计算出的表面积水高度评估当前的规划排水量是否合理。所述空气质量评估单元173b基于目标地理区域的规划布局及在目标地理模拟环境中不同区域的模拟空气质量数据确定目标地理区域指定位置的空气质量评估数据。例如根据某个楼层对应的雾霾数据及雾霾对人体的危害的标准确定该楼层所处空间的空气质量对应的级别，如优、良、差等。所述噪音评估单元174b基于模拟声源、目标地理区域指定位置的音量确定目标地理区域指定位置的噪音评估数据，例如根据指定位置的音量及声音对人体危害的评估标准确定指定位置的噪音对人体的影响级别。
以房地产开发住宅小区为例，本实施例的一个应用场景例如在开发过程中，当根据规划数据完成住宅小区的三维模型后，开发商作为本系统的用户可通过图13所示的系统分析各种环境因素并得到相应的评估数据，以检验小区的规划是否合理，是否需要改动等。另一个应用场景例如在小区楼盘的发售过程中，购房者作为本系统的用户可以查看增加了环境因素的目标地理模拟分析环境，并可以查看相关环境因素的评估数据，从而可以直观地了解到环境因素对其关心的住宅小区或住宅单元的影响。
实施例四
图15是根据本发明实施例四的基于AR场景的环境分析系统客户端的原理框图。图16是根据本发明实施例四基于AR场景的环境分析系统的服务端原理框图。本实施例在实施例三的基础上还增加了模型调整模块18c，在一个实施例中，所述模型调整模块18c提供模型调整界面，在模型调整界面中提供对应各种环境因素的参数字段，用户根据所述环境评估模块17c的评估数据及规划数据确定需要调整的参数，并在模型调整界面中的相应参数字段中输入适当的数值，所述模型调整模块18c基于用户输入的参数数据生成模型调整数据，经所述客户端通信模块11c将所述模型调整数据发送给服务端20c。参见图16，服务端20c的服务端通信模块21c接收到客户端10c发送来的模型调整数据后，发送给模型更新模块23c。模型更新模块23c根据接收到的模型调整数据修改存储于数据库25c中的当前数字三维模型，并在客户端请求数字资源时将修改后的数字三维模型经所述服务端通信模块21c发送给客户端10c。客户端10c接收到后，经数字三维模型模块12c的处理显示在显示屏幕15c中，用户可再通过环境因素获取模块13c根据指定的环境分析指标的进行环境分析，由环境评估模块17c再进行评估确定是否满足规划要求。如果不满足，再调整相应的参数，经过数次迭代直到经过评估后满足规划要求为止。在以上过程中，通过人为输入参数来调整数字三维模型，在另一个实施例中，模型调整模块18c中设置有可以自动调整的参数及调整策略。例如，针对每一个环境因素，如日照，模型调整模块18c中设置有调整的参数，例如楼层高度和/或楼间距，调整策略包括这些参数的可调范围，如楼层高度范围、楼间距范围，当有多个可调整范围时，还设置有调整的优先级。例如当楼间距范围不符合公式1-5时，即最小楼间距Lmin大于或等于楼的最短太阳阴影lmin时，根据公式1-6，可以通过降低每个住宅单元的楼层高度以降低楼高H，或者增大楼与楼之间的楼间距L。在本实施例中，模型调整模块18c可根据内部设置的调整策略得到模型调整数据，不再需要专人进行参数设置。
在以上实施例中，针对各种环境分析指标进行的环境分析由客户端完成，在另一个实施例中，也可以由服务端完成，如图17所示，图17是根据本发明的一个实施例基于AR场景的环境分析系统的服务端原理框图。在本实施例中，所述服务端20d还包括有环境分析模块25d，基于客户端发送来的环境分析指标，利用存储于数据库24d中的各种数据进行环境分析以得到相应的环境因素，并将这些环境因素发送给客户端，客户端的环境因素获取模块经过客户端通信模块接收所述环境因素，并由环境融合模块将其融合到目标地理模拟环境中。例如，图7、9、10、11中的部分或全部子单元位于服务端，由服务端生成太阳阴影、降水模拟数据、表面积水高度数、空气质量数据、指定位置的音量等数据。同理，图12中的实时天气模拟模块、图13中的环境评估模块和图15中的模型调模块也可以位于服务端，由服务端完成对应的功能。由于其原理及处理过程与客户端相同，在此不再赘述。
基于上述的系统及方法，本发明还提供了一种电子设备，其至少包括一个或多个处理器以及存储有计算机程序指令的存储器，所述电子设备通过配置的屏幕和摄像头等部件在所述一个或多个处理器执行所述计算机程序指令时实现前述客户端及其需要完成的功能。
具体地，上述处理器可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
存储器可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器可在设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器是非易失性固态存储器。
存储器可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质设备、光存储介质设备、闪存设备、电气、光学或其他物理/有形的存储器存储设备。因此，通常，存储器包括一个或多个包括计算机可执行指令的软件的有形(非暂态)计算机可读存储介质(例如，存储器设备)，并且当该软件被执行(例如，由一个或多个处理器)时，其可执行本发明前述方法和系统所描述的操作。
在一个示例中，电子设备还可包括通信接口和总线。其中处理器、存储器、通信接口通过总线连接并完成相互间的通信。本发明实施例中的电子设备可以是服务器或其他计算设备，也可以是云端服务器。
通信接口主要用于实现本发明前述各个实施例中各模块、单元和/或设备之间的通信。
总线可包括硬件、软件或两者。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些总线的组合。在合适的情况下，总线可包括一个或多个总线。尽管本发明实施例描述和示出了特定的总线，但本发明考虑任何合适的总线或互连。
此时的电子设备可以实施为如图2所示的用户AR终端设备，如智能手机、平板电脑、AR眼镜等，也可以是具有固定位置的主机、固定位置的屏幕和灵活转动的摄像头的设备等。
具体地，电子设备通过运行计算机程序执行以下操作指令以实现客户端要完成的功能：
基于用户启动操作从服务端获取目标地理区域的数字三维模型；
获取摄像头采集的图像并从中识别出平面，将所述数字三维模型与所述平面融合在一起得到目标地理模拟环境，并通过显示屏幕显示；
基于指定的环境分析指标和当前目标地理模拟环境，按照对应的分析策略确定影响目标地理环境的环境因素；或向服务端请求对应指定环境分析指标的环境因素；以及
将环境因素融合到所述目标地理模拟环境中以得到目标地理模拟分析环境，并通过显示屏幕显示。
进一步地，所述电子设备通过运行计算机程序执行的操作指令还包括：
当指定的环境分析指标为日照、对应的环境因素为太阳阴影时，基于目标地理区域的地理位置数据及时间信息计算得到对应当前时间的太阳高度角及太阳方位角；
对应地，基于太阳高角度和偏转角度确定当前位置的目标地理模拟环境在当前时间的太阳投影，并将所述投影映射到目标地理模拟环境中形成太阳阴影。
进一步地，所述电子设备通过运行计算机程序执行的操作指令还包括：
在用户指定时刻或指定时间段时，在显示屏幕上显示当前位置的目标地理模拟分析环境在指定时刻的太阳阴影或指定时间段内的太阳阴影变化。
进一步地，所述电子设备通过运行计算机程序执行的操作指令还包括：
获取目标地理模拟环境中的模拟对象之间的距离、模拟对象高度和太阳阴影指标之间的阴影函数关系式。
进一步地，所述电子设备通过运行计算机程序执行的操作指令还包括：
基于目标地理区域中模拟对象之间的实际距离、模拟对象高度与模拟阴影函数关系式生成以太阳阴影作为影响指标的对当前目标地理区域中模拟对象布局合理性的评估数据。
进一步地，所述电子设备通过运行计算机程序执行的操作指令还包括：
当指定环境分析指标为降水、对应的环境因素为积水高度时，基于指定的降水指标及其等级，通过特效生成降水模拟场景；其中，所述的降水指标包括降雨或降雪或降冰雹；以及
基于指定的降水指标及其等级和目标地理区域对应所述降水指标的排水量计算在指定时间段内的表面积水高度；
对应地，在当前目标地理模拟环境中叠加所述降水模拟场景及表面积水高度。
进一步地，所述电子设备通过运行计算机程序执行的操作指令还包括：基于目标地理区域的规划排水量及在指定时间段内的模拟表面积水高度确定目标地理区域的排水能力评估数据。
进一步地，所述电子设备通过运行计算机程序执行的操作指令还包括：在当指定环境分析指标为大气、对应的环境因素为空气质量时，基于指定的空气指标及其质量等级数据通过特效生成空气模拟场景；以及
基于风向、风速等级和目标地理模拟环境计算模拟空气在不同区域的流动数据以生成空气流动模拟场景；
对应地，在当前目标地理模拟环境中叠加所述空气模拟场景和所述空气流动性模拟场景。
进一步地，所述电子设备通过运行计算机程序执行的操作指令还包括：基于模拟空气在目标地理模拟环境不同区域的流动数据获得对应区域的模拟空气质量指标数据；以及
基于目标地理区域的规划布局及在目标地理模拟环境中不同区域的模拟空气质量数据确定目标地理区域指定位置的空气质量评估数据。
进一步地，所述电子设备通过运行计算机程序执行的操作指令还包括：当指定环境分析指标为噪音、对应的环境因素为声音时，根据声源对目标地理模拟环境布置三维音效；以及
根据目标位置与所述声源的距离、目标地理环境及声音衰减函数计算目标位置的音量；
对应地，在当前位置的目标地理模拟环境中的目标位置叠加对应音量的三维音效。
进一步地，所述电子设备通过运行计算机程序执行的操作指令还包括：经用户AR终端设备的扬声器播放指定位置的三维音效。
进一步地，所述电子设备通过运行计算机程序执行的操作指令还包括：基于模拟声源、目标地理区域指定位置的模拟确定目标地理区域指定位置的噪音评估数据。
进一步地，所述电子设备通过运行计算机程序执行的操作指令还包括：接收并基于用户的选择指定环境分析指标。
进一步地，在接收到用户的启动操作后，所述电子设备通过运行计算机程序执行的操作指令还包括：
通过所述用户AR终端设备的网络服务获取当前实时天气数据；
分析所述实时天气数据，基于所述实时天气数据生成模拟天空增加到目标地理模拟环境中；以及
基于所述实时天气数据指定环境分析指标。
进一步地，所述电子设备通过运行计算机程序执行的操作指令还包括：实时或定时更新所述天气数据，并基于更新后的实时天气数据更新指定环境分析指标及模拟天空。
进一步地，所述电子设备通过运行计算机程序执行的操作指令还包括：其中在用户AR终端设备的显示屏幕显示所述目标地理模拟分析环境的同时显示对应环境因素的数据信息。
进一步地，所述电子设备通过运行计算机程序执行的操作指令还包括：基于用户操作提供模型调整界面及目标地理区域的环境因素数据及相关评估数据；
响应于用户在模型调整界面输入的数据生成模型调整数据；以及
向服务端发送所述模型调整数据。
所述电子设备当然也可以是在执行所述计算机程序指令时实现前述服务端及其需要完成的功能，例如为单台的服务器或服务器集群。其中，单台的服务器或服务器集群通过其中一个或多个处理器执行存储在计算机可读存储介质中的计算机程序来执行以下操作指令：
基于目标地理区域的规划数据创建并存储数字三维模型；以及
基于客户端的请求向客户端提供目标地理区域的数字三维模型。
所述单台的服务器或服务器集群中的计算机程序执行的操作指令还包括：
基于从客户端接收的模型调整数据修改当前的数字三维模型；以及
将修改后的数字三维模型发送给对应的客户端。
所述单台的服务器或服务器集群中的计算机程序执行的操作指令还包括：基于接收的客户端指定的环境分析指标和当前目标地理模拟环境，按照对应的分析策略确定影响目标地理环境的环境因素，并将其返回给对应的客户端。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令可以被处理器执行时实现前述实施例中的客户端或服务端。所述计算机可读存储介质可以是可有形地包含或存储计算机可执行指令以供指令执行系统、装置和设备使用或与其结合的任何介质。存储介质可以是暂态计算机可读存储介质或非暂态计算机可读存储介质。非暂态计算机可读存储介质可包括但不限于磁存储装置、光学存储装置和/或半导体存储装置。此类存储装置对应的实施例例如包括磁盘、基于CD、DVD或蓝光技术的光盘以及持久性固态存储器诸如闪存、固态驱动器等。
本发明还提供一种计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现前述实施例中的客户端或服务端。所述计算机程序产品包括但不限于公布于网站、应用商店中的应用安装包、应用插件、可以运行于某些应用中的小程序等等形式。
上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。

Claims (40)

1.一种基于AR场景的环境分析系统的客户端，其运行于用户AR终端设备中，所述用户AR终端设备至少包括处理器、存储器、显示屏幕及摄像头，所述客户端包括：
客户端通信模块，经配置与服务端相通信；
数字三维模型模块，其与所述客户端通信模块相连接，经配置经所述客户端通信模块从服务端获取目标地理区域的数字三维模型，并与用户AR终端设备摄像头采集的图像融合在一起得到增强现实的目标地理模拟环境；
环境因素获取模块，其与所述数字三维模型模块或客户端通信模块相连接，经配置以基于指定的环境分析指标和当前目标地理模拟环境，按照对应的分析策略确定影响目标地理环境的环境因素，或者通过所述客户端通信模块向服务端发送指定的环境分析指标，并接收服务端返回的对应环境因素；
环境融合模块，其与所述环境因素获取模块相连接，经配置以将环境因素融合到所述目标地理模拟环境中以得到目标地理模拟分析环境；以及
显示模块，其与所述数字三维模型模块和环境融合模块相连接，经配置以在用户AR终端设备的显示屏幕上显示所述目标地理模拟环境或所述目标地理模拟分析环境。
2.根据权利要求1所述的客户端，其中所述环境因素获取模块包括对应环境分析指标为日照、对应的环境因素为太阳阴影时的日照分析单元，其经配置包括太阳角度计算子单元，用以基于目标地理区域的地理位置数据及时间信息计算得到对应时刻的太阳高度角及太阳方位角；对应地，所述环境融合模块包括投影映射单元，所述投影映射单元基于太阳高度角和太阳方位角确定当前位置的目标地理模拟环境在对应时刻的太阳阴影。
3.根据权利要求2所述的客户端，其中所述日照分析单元经配置进一步包括阴影关系获取子单元，用以获取目标地理区域中的模拟对象之间的距离、模拟对象高度和太阳阴影指标之间的关系式。
4.根据权利要求2所述的客户端，其中所述显示模块在显示屏幕上显示当前位置的目标地理模拟分析环境在指定时刻的太阳阴影或指定时间段内的太阳阴影变化。
5.根据权利要求1所述的客户端，其中所述环境因素获取模块包括对应环境分析指标为降水、对应环境因素为积水高度时的降水分析单元，所述降水分析单元经配置包括：
降水模拟子单元，经配置以基于指定的降水指标及其等级，通过特效生成降水模拟场景；其中，所述的降水指标包括降雨、降雪或降冰雹；以及
积水计算子单元，经配置以基于指定的降水指标及其等级和目标地理区域对应所述降水指标的排水量计算在指定时间段内的表面积水高度；
对应地，所述环境融合模块进一步包括降水融合单元，其与所述降水分析单元相连接，经配置以在当前位置的目标地理模拟环境中叠加所述降水模拟场景及表面积水高度。
6.根据权利要求1所述的客户端，其中所述环境因素获取模块包括对应环境分析指标为大气、对应环境因素为空气质量时的大气分析单元，所述大气分析单元经配置包括：
空气模拟子单元，经配置以基于指定的空气指标及其质量等级通过特效生成空气模拟场景；以及
气体流动模拟子单元，其与所述空气模拟子单元相连接，经配置以基于风向、风速等级和目标地理模拟环境计算空气在不同区域的流动数据以生成空气流动模拟场景；
对应地，所述环境融合模块进一步包括大气融合单元，其与所述大气分析单元相连接，经配置以在当前位置的目标地理模拟环境中叠加当前空气模拟场景及空气流动模拟场景。
7.根据权利要求1所述的客户端，其中所述环境因素获取模块包括对应环境分析指标为噪音、所述环境因素为声音时的声音分析单元，所述声音分析单元经配置包括：
音效子单元，经配置以对目标地理模拟环境布置来自指定声源的三维音效；以及
音量计算子单元，其与所述音效子单元相连接，经配置以根据指定位置与指定声源的距离、目标地理环境及声音衰减函数计算指定位置的音量；
对应地，所述环境融合模块进一步包括音效融合单元，其与所述声音分析单元相连接，经配置以在当前位置的目标地理模拟环境中的指定位置叠加对应音量的三维音效。
8.根据权利要求7所述的客户端，其中进一步包括音频播放模块，经配置以播放目标地理模拟环境中指定位置的三维音效。
9.根据权利要求1-8任一所述的客户端，其中进一步包括环境评估模块，其与所述环境因素获取模块相连接，经配置以基于影响目标地理环境的环境因素及对应的指标数据获得相应的评估数据。
10.根据权利要求9所述的客户端，其中所述环境评估模块包括以下单元中的一种或多种：
日照评估单元，经配置以基于目标地理区域的阴影关系式生成以太阳阴影作为影响指标的对当前目标地理区域的日照评估数据；
排水评估单元，经配置以基于目标地理区域的规划排水指标及在指定时间段内的表面积水高度确定目标地理区域的排水能力评估数据；
空气质量评估单元，经配置以基于目标地理区域的规划布局及在目标地理模拟环境中不同区域的模拟空气质量指标数据确定目标地理区域指定位置的空气质量评估数据；以及
噪音评估单元，经配置以基于模拟声源、目标地理区域指定位置的模拟音量确定目标地理区域指定位置的噪音评估数据。
11.根据权利要求9所述的客户端，其中进一步包括模型调整模块，其分别与所述环境评估模块和客户端通信模块相连接，经配置以基于目标地理区域的环境因素数据及相关评估数据生成模型调整数据，经所述客户端通信模块将所述模型调整数据发送给服务端。
12.根据权利要求1所述的客户端，其中进一步包括实时天气模拟模块，其与所述数字三维模型模块相连接，经配置以通过所述用户AR终端设备的网络服务获取当前实时天气数据，根据所述实时天气数据生成模拟天空增加到目标地理模拟环境中，并确定当前所述目标地理模拟环境的环境分析指标。
13.根据权利要求1所述的客户端，其中显示模块在显示所述目标地理模拟分析环境的同时以文字、图表和/或动图的形式显示对应环境因素的数据。
14.一种基于AR场景的环境分析系统的服务端，经配置包括：
服务端通信模块，经配置与权利要求1-13任一所述的客户端相通信；以及
建模模块，其与所述服务端通信模块相连接，经配置以基于目标地理区域的规划数据创建数字三维模型，并基于客户端的资源请求向所述客户端提供目标地理区域的数字三维模型。
15.根据权利要求14所述的服务端，还包括模型更新模块，其与所述服务端通信模块相连接，经配置以根据接收到的模型调整数据修改当前的数字三维模型，并基于客户端的资源请求将修改后的数字三维模型经所述服务端通信模块发送给所述客户端。
16.根据权利要求14所述的服务端，其中还包括环境分析模块，其与所述服务端通信模块相连接，经配置以基于所述服务端通信模块接收到的来自客户端指定的环境分析指标和指定的目标地理区域的数字资源，按照对应的分析策略确定影响目标地理环境的环境因素，并将其返回给对应的客户端。
17.一种基于AR场景的环境分析方法，其应用于客户端，其中包括：
基于用户启动操作从权利要求14-16任一所述服务端获取目标地理区域的数字三维模型；
获取用户AR终端设备摄像头采集的图像并从中识别出平面；将所述数字三维模型与所述平面的三维模型融合在一起得到目标地理模拟环境，并通过用户AR终端设备的显示屏幕显示；
基于指定的环境分析指标和当前目标地理模拟环境，按照对应的分析策略确定影响目标地理环境的环境因素；或向服务端请求对应指定环境分析指标的环境因素；以及
将环境因素融合到所述目标地理模拟环境中以得到目标地理模拟分析环境，并通过用户AR终端设备的显示屏幕显示。
18.根据权利要求17所述的方法，其中当指定的环境分析指标为日照、对应的环境因素为太阳阴影时，按照对应的分析策略确定影响目标地理环境的环境因素的步骤包括：
基于目标地理区域的地理位置数据及时间信息计算得到对应当前时间的太阳高度角及太阳方位角；
对应地，将环境因素融合到所述目标地理模拟环境中的步骤包括：
基于太阳高度角和方位角确定当前位置的目标地理模拟环境在当前时间的投影，并将所述投影映射到目标地理模拟环境中形成太阳阴影。
19.根据权利要求18所述的方法，其中进一步包括以下步骤：在用户指定时刻或指定时间段时，在显示屏幕上显示当前位置的目标地理模拟分析环境在指定时刻的太阳阴影或指定时间段内的太阳阴影变化。
20.根据权利要求18所述的方法，其中进一步包括：获取目标地理区域中的模拟对象之间的距离、模拟对象高度和太阳阴影指标之间的阴影关系式。
21.根据权利要求20所述的方法，其中进一步包括：基于目标地理区域的阴影关系式生成以太阳阴影作为影响指标的对当前目标地理区域的日照评估数据。
22.根据权利要求17所述的方法，其中当指定环境分析指标为降水、对应的环境因素为积水高度时，按照对应的分析策略确定影响目标地理环境的环境因素的步骤包括：
基于指定的降水指标及其等级，通过特效生成降水模拟场景；其中，所述的降水指标包括降雨、降雪或降冰雹；以及
基于指定的降水指标及其等级和目标地理区域对应所述降水指标的排水量计算在指定时间段内的表面积水高度；
对应地，将环境因素融合到所述目标地理模拟环境中的步骤包括：在当前目标地理模拟环境中叠加所述降水模拟场景及表面积水高度。
23.根据权利要求22所述的方法，其中进一步包括：基于目标地理区域的规划排水指标及在指定时间段内的模拟表面积水高度确定目标地理区域的排水能力评估数据。
24.根据权利要求17所述的方法，其中当指定环境分析指标为大气、对应的环境因素为空气质量时，按照对应的分析策略确定影响目标地理环境的环境因素的步骤包括：
基于指定的空气指标及其质量等级通过特效生成空气模拟场景；以及
基于风向、风速等级和目标地理模拟环境计算模拟空气在不同区域的流动数据以生成空气流动模拟场景；
对应地，将环境因素融合到所述目标地理模拟环境中的步骤包括：在当前目标地理模拟环境中叠加所述空气模拟场景和所述空气流动模拟场景。
25.根据权利要求24所述的方法，其中进一步包括：
基于模拟空气在目标地理模拟环境不同区域的流动数据获得对应区域的模拟空气质量指标数据；以及
基于目标地理区域的规划布局及在目标地理模拟环境中不同区域的模拟空气质量指标数据确定目标地理区域指定位置的空气质量评估数据。
26.根据权利要求17所述的方法，其中当指定环境分析指标为噪音、对应的环境因素为声音时，按照对应的分析策略确定影响目标地理环境的环境因素的步骤包括：
根据声源对目标地理模拟环境布置三维音效；以及
根据指定位置与所述声源的距离、目标地理环境及声音衰减函数计算指定位置的音量；
对应地，将环境因素融合到所述目标地理模拟环境中的步骤包括：在当前位置的目标地理模拟环境中的指定位置叠加对应音量的三维音效。
27.根据权利要求26所述的方法，其中进一步包括：经用户AR终端设备的扬声器播放指定位置的三维音效。
28.根据权利要求26所述的方法，其中进一步包括：基于模拟声源、目标地理区域指定位置的模拟音量确定目标地理区域指定位置的噪音评估数据。
29.根据权利要求17所述的方法，其中进一步包括：基于用户的选择操作指定环境分析指标。
30.根据权利要求17所述的方法，其中在接收到用户的启动操作后进一步包括：
获取目标地理区域的当前实时天气数据；
分析所述实时天气数据，基于所述实时天气数据生成模拟天空增加到目标地理模拟环境中；以及
基于所述实时天气数据指定环境分析指标。
31.根据权利要求30所述的方法，其中进一步包括：实时或定时更新所述天气数据，并基于更新后的实时天气数据更新指定环境分析指标及模拟天空。
32.根据权利要求17所述的方法，其中在用户AR终端设备的显示屏幕显示所述目标地理模拟分析环境的同时以文字、图表和/或动图的形式显示对应环境因素的数据。
33.根据权利要求21、23、25或28所述的方法，其中进一步包括：
基于目标地理区域的环境因素数据及相关评估数据生成模型调整数据；以及
向服务端发送所述模型调整数据。
34.一种基于AR场景的环境分析方法，其应用于服务端，包括：
基于目标地理区域的规划数据创建并存储数字三维模型；以及
与权利要求1-13任一所述客户端相通信，基于客户端发送的资源请求向客户端提供目标地理区域的数字三维模型。
35.根据权利要求34所述的方法，其中进一步包括：
基于从客户端接收的模型调整数据修改当前的数字三维模型；以及
基于客户端发送的资源请求将修改后的数字三维模型发送给对应的客户端。
36.根据权利要求34所述的方法，其中进一步包括：基于接收的客户端指定的环境分析指标和指定的目标地理区域的数字资源，按照对应的分析策略确定影响目标地理环境的环境因素，并将其返回给对应的客户端。
37.一种电子设备，其包括处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如权利要求17-33中任一项所述的基于AR场景的环境分析方法；或者实现如权利要求34-36中任一项所述的基于AR场景的环境分析方法。
38.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求17-33中任一项所述的基于AR场景的环境分析方法；或者实现如权利要求34-36中任一项所述的基于AR场景的环境分析方法。
39.一种计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求17-33中任一项所述的基于AR场景的环境分析方法；或者实现如权利要求34-36中任一项所述的基于AR场景的环境分析方法。
40.一种AR终端设备，其至少包括处理器、存储器、显示屏幕及摄像头，其中所述存储器中存储有计算机程序指令，所述处理器在执行存储器中的计算机程序指令时实现如权利要求17-33中任一项所述的基于AR场景的环境分析方法。
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