CN116466821A - 基于虚拟现实的灾害模拟感知方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于虚拟现实的灾害模拟感知方法、装置、设备及介质，其中，方法包括：获取目标区域的基础地理信息，其中，目标区域为待模拟区域；根据目标区域的基础地理信息，确定目标区域的模拟灾害类型，其中，模拟灾害类型包括地上灾害和地下灾害；根据模拟灾害类型和基础地理信息，构建三维地理模型；根据三维地理模型，利用预设灾害模拟模型对目标区域的灾害发生过程进行模拟得到模拟灾害场景，其中，模拟灾害场景部署于三维地理模型；在模拟灾害场景中构建用户投影，其中，用户投影用于感知灾害发生过程，用户投影感知到的模拟灾害场景通过虚拟现实技术反馈至用户。本发明解决了现有灾害模拟方法中，模拟的灾害类型较为单一的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，具体而言，涉及一种基于虚拟现实的灾害模拟感知方法、装置、设备及介质。
背景技术
近年来，社会城镇化水平快速发展，人类活动与自然环境交互愈发频繁，人民生活变好的同时许多或隐藏或常见的灾害紧随而来，常造成巨大的生命财产损失和自然生态的破坏。同时随着移动HMD(Head Mouted Display，头戴显示器)、智能手机及移动互联网的发展，VR(Virtual Reality，虚拟现实)逐渐进入我们的视野，VR技术可以使人类在现实世界中获得对虚拟环境的沉浸感体验，移动VR的出现为任何人在任何地方体验沉浸感的虚拟场景提供了可能，其具有移动性与沉浸感并存的特点。
现有技术中，为实现在不对人类身体造成伤害的前提下，提供给人对灾害到来时的真实场景切身体验的机会，使用虚拟现实技术构建灾害模拟系统以提供给人对灾害到来时的真实场景切身体验的机会。然而，现有灾害模拟方法中，模拟的灾害类型较为单一。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于虚拟现实的灾害模拟感知方法、装置、设备及介质，以至少解决现有灾害模拟方法中，模拟的灾害类型较为单一的技术问题。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种基于虚拟现实的灾害模拟感知方法，包括：获取目标区域的基础地理信息，其中，目标区域为待模拟区域；根据目标区域的基础地理信息，确定目标区域的模拟灾害类型，其中，模拟灾害类型包括地上灾害和地下灾害；根据模拟灾害类型和基础地理信息，构建三维地理模型；根据三维地理模型，利用预设灾害模拟模型对目标区域的灾害发生过程进行模拟得到模拟灾害场景，其中，模拟灾害场景部署于三维地理模型；在模拟灾害场景中构建用户投影，其中，用户投影用于感知灾害发生过程，用户投影感知到的模拟灾害场景通过虚拟现实技术反馈至用户。
可选的，基于虚拟现实的灾害模拟感知方法还包括：获取用户投影的行为数据，其中，用户投影的行为数据通过虚拟现实设备进行记录；根据行为数据，对模拟灾害场景进行动态更新。
可选的，基础地理信息包括虚拟现实全景数据、数字高程模型、地理信息数据、地表构筑物数据中的至少一种。
可选的，根据目标区域的基础地理信息，确定目标区域的模拟灾害类型包括：根据基础地理信息，确定目标区域包括的地貌；根据地貌和预设灾害预测模型，对目标区域进行灾害预测得到潜在灾害类型；将潜在灾害类型作为目标区域的模拟灾害类型。
可选的，根据模拟灾害类型和基础地理信息，构建三维地理模型包括：响应于模拟灾害类型为地上灾害，对目标区域进行点位划分得到多个信息采集点位；针对每个信息采集点位，获取灾害点位数据，其中，灾害点位数据至少包括灾害隐患类型、灾害威胁对象、灾害威胁人数；根据灾害点位数据和基础地理信息，构建三维地理模型。
可选的，根据模拟灾害类型和基础地理信息，构建三维地理模型包括：响应于模拟灾害类型为地下灾害，获取目标区域的地下实测数据；根据地下实测数据和基础地理信息，通过多边形建模或细分曲面建模，得到三维地理模型。
可选的，根据三维地理模型，利用预设灾害模拟模型对目标区域的灾害发生过程进行模拟得到模拟灾害场景包括：根据三维地理模型，构建三维动态灾害模型，其中，三维动态灾害模型模拟的灾害与模拟灾害类型对应；根据三维地理模型和三维动态灾害模型，利用预设灾害模拟模型将三维动态灾害模型模拟至三维地理模型中，得到模拟灾害场景。
根据本发明实施例的第二方面，还提供了一种基于虚拟现实的灾害模拟感知系统，包括：获取模块，用于获取目标区域的基础地理信息，其中，目标区域为待模拟区域；确定模块，用于根据目标区域的基础地理信息，确定目标区域的模拟灾害类型，其中，模拟灾害类型包括地上灾害和地下灾害；第一构建模块，用于根据模拟灾害类型和基础地理信息，构建三维地理模型；模拟模块，用于根据三维地理模型，利用预设灾害模拟模型对目标区域的灾害发生过程进行模拟得到模拟灾害场景，其中，模拟灾害场景部署于三维地理模型；第二构建模块，用于在模拟灾害场景中构建用户投影，其中，用户投影用于感知灾害发生过程，用户投影感知到的模拟灾害场景通过虚拟现实技术反馈至用户。
可选的，基于虚拟现实的灾害模拟感知系统还包括更新模块，更新模块用于：获取用户投影的行为数据，其中，用户投影的行为数据通过虚拟现实设备进行记录；根据行为数据，对模拟灾害场景进行动态更新。
可选的，获取模块获取到的基础地理信息包括虚拟现实全景数据、数字高程模型、地理信息数据、地表构筑物数据中的至少一种。
可选的，确定模块还用于：根据基础地理信息，确定目标区域包括的地貌；根据地貌和预设灾害预测模型，对目标区域进行灾害预测得到潜在灾害类型；将潜在灾害类型作为目标区域的模拟灾害类型。
可选的，第一构建模块还用于：响应于模拟灾害类型为地上灾害，对目标区域进行点位划分得到多个信息采集点位；针对每个信息采集点位，获取灾害点位数据，其中，灾害点位数据至少包括灾害隐患类型、灾害威胁对象、灾害威胁人数；根据灾害点位数据和基础地理信息，构建三维地理模型。
可选的，第一构建模块还用于：响应于模拟灾害类型为地下灾害，获取目标区域的地下实测数据；根据地下实测数据和基础地理信息，通过多边形建模或细分曲面建模，得到三维地理模型。
可选的，模拟模块还用于：根据三维地理模型，构建三维动态灾害模型，其中，三维动态灾害模型模拟的灾害与模拟灾害类型对应；根据三维地理模型和三维动态灾害模型，利用预设灾害模拟模型将三维动态灾害模型模拟至三维地理模型中，得到模拟灾害场景。
根据本发明实施例的第三方面，还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述第一方面任一项中所述的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法。
根据本发明实施例的第四方面，还提供了一种非易失性存储介质，其特征在于，非易失性存储介质中存储有计算机程序，其中，计算机程序被设置为在计算机或处理器上运行时，执行上述第一方面任一项中所述的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法。
在本发明实施例中，获取目标区域的基础地理信息，其中，目标区域为待模拟区域；根据目标区域的基础地理信息，确定目标区域的模拟灾害类型，其中，模拟灾害类型包括地上灾害和地下灾害；根据模拟灾害类型和基础地理信息，构建三维地理模型；根据三维地理模型，利用预设灾害模拟模型对目标区域的灾害发生过程进行模拟得到模拟灾害场景，其中，模拟灾害场景部署于三维地理模型；在模拟灾害场景中构建用户投影，其中，用户投影用于感知灾害发生过程，用户投影感知到的模拟灾害场景通过虚拟现实技术反馈至用户。本发明基于模拟灾害类型和基础地理信息构建三维地理模型，再进一步在三维地理模型中部署模拟灾害场景，用户可以通过虚拟现实技术对模拟灾害场景进行感知，即感知各种类型的灾害发生过程，进而可以解决现有灾害模拟方法中，模拟的灾害类型较为单一的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明其中一实施例的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法的流程图；
图2是根据本发明其中一实施例的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法中的三维地理模型建模流程示意图；
图3是根据本发明其中一实施例的基于虚拟现实的灾害模拟感知系统的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例，提供了一种基于虚拟现实的灾害模拟感知方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在包含至少一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
该方法实施例还可以在包含存储器和处理器的电子装置、类似的控制装置或者虚拟现实设备中执行。以虚拟现实设备为例，虚拟现实设备可以包括一个或多个处理器和用于存储数据的存储器。可选地，上述虚拟现实设备还可以包括用于通信功能的通信设备以及显示设备。本领域普通技术人员可以理解，上述结构描述仅为示意，其并不对上述虚拟现实设备的结构造成限定。例如，虚拟现实设备还可包括比上述结构描述更多或者更少的组件，或者具有与上述结构描述不同的配置。
处理器可以包括一个或多个处理单元。例如：处理器可以包括中央处理器(central processing unit，CPU)、图形处理器(graphics processing unit，GPU)、数字信号处理(digitalsignal processing，DSP)芯片、微处理器(microcontroller unit，MCU)、可编程逻辑器件(field－programmable gate array，FPGA)、神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)、张量处理器(tensor processing unit，TPU)、人工智能(artificial intelligent，AI)类型处理器等的处理装置。其中，不同的处理单元可以是独立的部件，也可以集成在一个或多个处理器中。在一些实例中，电子装置也可以包括一个或多个处理器。
存储器可用于存储计算机程序，例如存储本发明实施例中的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法对应的计算机程序，处理器通过运行存储在存储器内的计算机程序，从而实现上述的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法。存储器可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
通信设备用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括虚拟现实设备的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，通信设备包括一个网络适配器(network interface controller，NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，通信设备可以为射频(radio frequency，RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。在本方案的一些实施例中，通信设备用于与手机、平板等移动设备连接，可以通过移动设备向虚拟现实设备发送指令。
显示设备可以为触摸屏式的液晶显示器(liquid crystal display，LCD)和触摸显示器(也被称为“触摸屏”或“触摸显示屏”)。该液晶显示器可使得用户能够与虚拟现实设备的用户界面进行交互。在一些实施例中，上述虚拟现实设备具有图形用户界面(graphical user interface，GUI)，用户可以通过触摸触敏表面上的手指接触和/或手势来与GUI进行人机交互，此处的人机交互功能可以包括灾害类型切换功能，用于执行上述人机交互功能的可执行指令被配置/存储在一个或多个处理器可执行的计算机程序产品或可读存储介质中。
图1是根据本发明其中一实施例的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法的流程图，如图1所示，方法包括如下步骤：
步骤S101，获取目标区域的基础地理信息。
具体的，目标区域为待模拟区域，基础地理信息用于表征目标区域的地理特征，示例性的，目标区域的基础地理信息包括但不限于树木、建筑、河流等信息。
步骤S102，根据目标区域的基础地理信息，确定目标区域的模拟灾害类型。
具体的，模拟灾害类型包括地上灾害和地下灾害，获取到目标区域的基础地理信息后，可以根据基础地理信息中包括的地理特征，确定该目标区域发生地上灾害的概率和发生地下灾害的概率，前两者中概率大的作为模拟灾害类型。
确定目标区域发生地上灾害的概率和发生地下灾害的概率时，基于目标区域的地上地理特征和地下地理特征确定，地下地理特征多于地上地理特征时，发生地下灾害的概率大，反之，发生地下灾害的概率大。
步骤S103，根据模拟灾害类型和基础地理信息，构建三维地理模型。
具体的，模拟灾害类型为地上灾害时，根据基础地理信息构建的三维地理模型为地上三维地理模型；模拟灾害类型为地下灾害时，根据基础地理信息构建的三维地理模型为地下三维地理模型。
需要说明的是，通过基础地理信息和三维建模技术构建的三维地理模型可以表示目标区域的地理特征。
步骤S104，根据三维地理模型，利用预设灾害模拟模型对目标区域的灾害发生过程进行模拟得到模拟灾害场景。
在步骤S104中，模拟灾害场景部署于三维地理模型。
具体的，得到三维地理模型以后，利用预设灾害模拟模型在三维地理模型中进行灾害发生过程的模拟得到模拟灾害场景。在进行模拟时，可以根据三维地理模型，选择需要模拟的具体灾害类型。
示例性的，地上灾害的具体灾害类型可以为火灾，地下灾害的具体类型可以为地震。
步骤S105，在模拟灾害场景中构建用户投影。
具体的，用户投影处于模拟灾害场景中用于感知灾害发生过程，用户投影感知到的模拟灾害场景通过虚拟现实技术反馈至用户。
可选的，用户可以通过虚拟现实设备投影进入至模拟灾害场景中，切身感受灾害的发生过程。
需要说明的是，通过虚拟现实技术，用户可以通过用户投影完成与模拟灾害场景的交互。
可选的，在本发明的一些实施例中，虚拟现实设备包括VR头盔和VR手柄。沉浸式虚拟现实基于头盔式显示器的系统，利用头盔显示器把用户的视觉、听觉封闭起来，产生虚拟视觉。用户可通过语音识别器让参与者对系统主机下达操作命令，与此同时，头、手、眼均有相应的头部跟踪器、手部跟踪器、眼睛视向跟踪器的追踪，使系统达到尽可能的交互实时性。沉浸式虚拟现实系统是真实环境替代的理想模型，沉浸式三维显示具有真实感好、交互灵敏、反馈迅速等特点。通过虚拟现实交互设备即虚拟现实眼睛和佩戴手柄等与虚拟现实世界进行交互，硬件设备允许的情况下可通过手势凌空进行交互，做诸如抓取、移动、点击此类的操作动作。为避免人在操作工程中受到外界真实空间的干扰，结合灾害环境条件设置一定的物理空间区域，以及设备线缆之类的缠绕、干扰措施，保证每位体验人员有独立的操作空间。
在本发明实施例中，获取目标区域的基础地理信息，其中，目标区域为待模拟区域；根据目标区域的基础地理信息，确定目标区域的模拟灾害类型，其中，模拟灾害类型包括地上灾害和地下灾害；根据模拟灾害类型和基础地理信息，构建三维地理模型；根据三维地理模型，利用预设灾害模拟模型对目标区域的灾害发生过程进行模拟得到模拟灾害场景，其中，模拟灾害场景部署于三维地理模型；在模拟灾害场景中构建用户投影，其中，用户投影用于感知灾害发生过程，用户投影感知到的模拟灾害场景通过虚拟现实技术反馈至用户。本发明基于模拟灾害类型和基础地理信息构建三维地理模型，再进一步在三维地理模型中部署模拟灾害场景，用户可以通过虚拟现实技术对模拟灾害场景进行感知，即感知各种类型的灾害发生过程，进而可以解决现有灾害模拟方法中，模拟的灾害类型较为单一的技术问题。
可选的，基于虚拟现实的灾害模拟感知方法还包括如下步骤：
步骤S106，获取用户投影的行为数据，其中，用户投影的行为数据通过虚拟现实设备进行记录。
具体的，用户投影感知到的模拟灾害场景通过虚拟现实技术反馈至用户后，用户会根据反馈来的场景产生动作，用户产生的动作和用过虚拟现实技术同步至用户投影，进而用户投影会产生行为数据。用户投影产生的行为数据通过虚拟现实设备进行记录，行为数据可以用于对用户面对灾害时的反应进行分析。
步骤S107，根据行为数据，对模拟灾害场景进行动态更新。
具体的，用户投影的行为会对模拟灾害场景产生影响，根据行为数据对模拟灾害场景进行动态更新以保证模拟灾害场景的实时性，用户也能体验到更加真实的灾害情况。
示例性的，模拟灾害场景模拟的是地震灾害，用户投影可以基于用户的动作搬移压在用户投影上石头，此时，用户投影的行为数据产生后，需要对模拟灾害场景进行动态更新改变该石头的位置。
可选的，基础地理信息包括虚拟现实全景数据、数字高程模型、地理信息数据、地表构筑物数据中的至少一种。
具体的，虚拟现实全景数据可以通过虚拟现实设备拍摄得到；数字高程模型(DEM)具备较高的分辨率，以便用于构建具备高清晰度的虚拟三维地理模型；地理信息数据为通过地理信息系统(GIS)获取得到的数据，主要包括空间位置数据、属性特征数据及时域特征数据；地表构筑物数据包括：地面植被类型数据、河流数据、建筑物数据，地表构筑物数据具备地理坐标信息。获取到的基础地理信息决定了三维地理模型的真实性，基础信息中包括每个对象的三维空间位置，测量长度、走向等信息。
需要注意的是，基础地理信息的采集方式包括：无人机全景拍摄、现场勘探、网上查找和现场人工拍摄等方式采集，保证数据的真实性和准确性。
可选的，在步骤S102中，根据目标区域的基础地理信息，确定目标区域的模拟灾害类型包括如下步骤：
步骤S1021，根据基础地理信息，确定目标区域包括的地貌。
具体的，地貌包括但不限于森林地貌、山川地貌、河流地貌、煤矿地貌等。获取到基础地理信息后，可以根据基础地理信息确定目标区域属于包括的地貌。
步骤S1022，根据地貌和预设灾害预测模型，对目标区域进行灾害预测得到潜在灾害类型。
具体的，确定到目标区域的地貌后，根据目标区域的地貌和预设灾害预测模型，预测出目标区域中每种地貌发生灾害的概率，将发生概率值最大的灾害作为目标区域的潜在灾害类型。
示例性的，森林地貌存在潜在火灾隐患、山川地貌存在潜在泥石流隐患、煤矿地貌存在潜在坍塌隐患。
步骤S1023，将潜在灾害类型作为目标区域的模拟灾害类型。
用过步骤S1021至步骤S1023可知，通过确定目标区域包括的地貌以及每种地貌发生灾害的概率，得到潜在灾害类型，可以确定出最适合当前目标区域的灾害类型。
可选的，在步骤S103中，根据模拟灾害类型和基础地理信息，构建三维地理模型包括如下步骤：响应于模拟灾害类型为地上灾害，对目标区域进行点位划分得到多个信息采集点位；针对每个信息采集点位，获取灾害点位数据，其中，灾害点位数据至少包括灾害隐患类型、灾害威胁对象、灾害威胁人数；根据灾害点位数据和基础地理信息，构建三维地理模型。
具体的，在本实施例中，若模拟灾害类型为地上灾害，首先对目标区域进行点位划分得到多个信息采集点位，然后针对每个点位进行信息采集获取得到灾害点位数据，每个信息采集点位都对应有灾害点位数据，最后根据目标区域的灾害点位数据和基础地理信息，通过三维建模技术，构建三维地理模型。
需要注意的是，灾害隐患类型表示该点位可能出现的灾害隐患类型；灾害威胁对象表示该点位发生灾害时可能威胁到的对象；灾害威胁人数表示该点位发生灾害时可能威胁到的人数。构建三维地理模型时，会将前述灾害隐患类型、灾害威胁对象和灾害威胁人数标记到模型中，使三维地理模型能更加精确的模拟灾害。
可选的，在步骤S103中，根据模拟灾害类型和基础地理信息，构建三维地理模型包括如下步骤：响应于模拟灾害类型为地下灾害，获取目标区域的地下实测数据；根据地下实测数据和基础地理信息，通过多边形建模或细分曲面建模，得到三维地理模型。
具体的，在本实施例中，若模拟灾害类型为地下灾害首先获取目标区域的地下实测数据，然后根据目标区域的地下实测数据和基础地理信息，对目标区域进行三维建模得到三维地理模型。其中，三维建模可以采用多边形建模或细分曲面建模的方式。
具体的，多边形建模中多边形组件适用于顶点、边和面组件层级，或是上述三者中的两个层级，其中倒角、挤出、合并、变换命令较为常用。具体功能有以下几种。添加分段：该命令常用于面或边组件层级，根据组件类型，可以按指数或线性方式对选定的组件进行细分或分割操作。倒角：沿当前选定的边或面创建倒角多边形，是最为常用的命令之一。桥接：该命令允许用户在选定的成对边界边之间通过构建多边形的方式将选定边连接起来，而生成的桥接多边形网格与原始多边形网格组合在一起，且它们之间的边会进行合并。圆形圆角：将当前选定的组件(包括顶点、边或面)重新组织为完美的几何圆形，非常适用于直接从现有形状构建结构。挤出：从选定的顶点、边或面上拉出新的多边形，用于变换和重新定形新多边形。合并：将位于指定阈值距离内的选定边或顶点合并起来，如将两个选定边合并为一个共享边；细分曲面建模可以做到解决多边形建模中存在的缺点，具有良好的操作性和可编辑性。
需要说明的是，三维建模具体包括、地理环境三维建模、模型优化和贴图处理。数据处理主要是在满足建模要求和细节表现的基础上按照去繁就简的原则进行处理，处理内容主要包含空间数据处理，时间数据处理和纹理数据处理，数据处理包含断面图和尺寸等，纹理处理通过修图软件进行处理，通过对尺寸、色彩、亮度和对比度进行调节，使其符合实际需求。
示例性，参照图2，煤矿以巷道和矿井建模为例，根据所需技术要求，结合处理完成的数据，搭建矿井的整体结构。由于巷道拓扑关系复杂，常常出现上下、平面内多个巷道、矿井交错交叉的情况，这类模型的处理是此类地下研究的重点。针对这个特点难点，本申请将巷道模型简化为拱形模型，在Maya(三维建模和动画软件)中生产出规范的模型之后，采用一个基于mel(Maya Embedded Language，Maya内置语言)的Maya插件，实现了输入长、宽参数就能实现生成相应尺寸巷道的功能，大大简化了制作流程。其他的模型主要是对其进行拉伸、顶点处理等，结合具体需要的巷道长度参数L制作，使其尽量符合实际情况。对于复杂的巷道交叉情况，先做出交叉拓扑模型，确定巷道交叉点之间的连接节点，再调整参数处理，进行赋值、旋转等操作。模型优化通过删除冗余边、整合面文件、删除多余面和以模型调用副本实现模型体量的减少和优化。
可选的，在步骤S104中，根据三维地理模型，利用预设灾害模拟模型对目标区域的灾害发生过程进行模拟得到模拟灾害场景包括如下步骤：根据三维地理模型，构建三维动态灾害模型，其中，三维动态灾害模型模拟的灾害与模拟灾害类型对应；根据三维地理模型和三维动态灾害模型，利用预设灾害模拟模型将三维动态灾害模型模拟至三维地理模型中，得到模拟灾害场景。
具体的，根据目标区域的三维地理模型及其三维地理模型对应的模拟灾害类型，根据目标区域的模拟灾害类型，构建符合目标区域灾害特点的三维动态灾害模型，如火焰模型、洪水模型、岩石模型等。然后根据三维地理模型和三维动态灾害模型，利用预设灾害模拟模型将三维动态灾害模型模拟至三维地理模型中，在三维地理模型中动态展示三维动态灾害模型得到模拟灾害场景。
可选的，预设灾害模拟模型为基于元胞自动机原理的灾害发展分析模型。
可以理解的是，通过上述实施例的描述，本发明通过虚拟现实技术使人在保障安全的情况下切身对灾害进行感知以达到对灾害形成条件反射的目的。通过虚拟现实设备与人体交互，可以更具沉浸感的让人查看或体验复杂场景复杂灾害的蔓延过程，并可以在虚拟场景中进行立体化操作，以更具沉浸感的方式提供丰富的灾情预判信息和更符合人体工程学的动作方式科学辅助应急避险。
通过以上实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
在本实施例中还提供了一种基于虚拟现实的灾害模拟感知系统，该系统用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”为可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图3是根据本发明其中一实施例的基于虚拟现实的灾害模拟感知系统200的结构框图，如图3所示，以基于虚拟现实的灾害模拟感知系统200进行示例，该系统包括：获取模块201，用于获取目标区域的基础地理信息，其中，目标区域为待模拟区域；确定模块202，用于根据目标区域的基础地理信息，确定目标区域的模拟灾害类型，其中，模拟灾害类型包括地上灾害和地下灾害；第一构建模块203，用于根据模拟灾害类型和基础地理信息，构建三维地理模型；模拟模块204，用于根据三维地理模型，利用预设灾害模拟模型对目标区域的灾害发生过程进行模拟得到模拟灾害场景，其中，模拟灾害场景部署于三维地理模型；第二构建模块205，用于在模拟灾害场景中构建用户投影，其中，用户投影用于感知灾害发生过程，用户投影感知到的模拟灾害场景通过虚拟现实技术反馈至用户。
可选的，基于虚拟现实的灾害模拟感知系统200还包括更新模块，更新模块与第二构建模块205连接，图中未示出，更新模块用于：获取用户投影的行为数据，其中，用户投影的行为数据通过虚拟现实设备进行记录；根据行为数据，对模拟灾害场景进行动态更新。
可选的，获取模块201获取到的基础地理信息包括虚拟现实全景数据、数字高程模型、地理信息数据、地表构筑物数据中的至少一种。
可选的，确定模块202还用于：根据基础地理信息，确定目标区域包括的地貌；根据地貌和预设灾害预测模型，对目标区域进行灾害预测得到潜在灾害类型；将潜在灾害类型作为目标区域的模拟灾害类型。
可选的，第一构建模块203还用于：响应于模拟灾害类型为地上灾害，对目标区域进行点位划分得到多个信息采集点位；针对每个信息采集点位，获取灾害点位数据，其中，灾害点位数据至少包括灾害隐患类型、灾害威胁对象、灾害威胁人数；根据灾害点位数据和基础地理信息，构建三维地理模型。
可选的，第一构建模块203还用于：响应于模拟灾害类型为地下灾害，获取目标区域的地下实测数据；根据地下实测数据和基础地理信息，通过多边形建模或细分曲面建模，得到三维地理模型。
可选的，模拟模块204还用于：根据三维地理模型，构建三维动态灾害模型，其中，三维动态灾害模型模拟的灾害与模拟灾害类型对应；根据三维地理模型和三维动态灾害模型，利用预设灾害模拟模型将三维动态灾害模型模拟至三维地理模型中，得到模拟灾害场景。
可选的，在本发明的一些实施例中，基于虚拟现实的灾害模拟感知系统的功能包括：对模拟灾害场景中的灾害发生处进行文本和图标的标注，同时，通过图标可以查询当前点位的灾害发生数据；通过构建模拟灾害场景中的热点导航，实现用户在不同灾害场景之间的切换。
本发明的实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项实施例所述的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法。
可选地，在本实施例中，上述电子设备中的处理器可以被设置为运行计算机程序以执行以下步骤：
步骤S101，获取目标区域的基础地理信息。
步骤S102，根据目标区域的基础地理信息，确定目标区域的模拟灾害类型。
步骤S103，根据模拟灾害类型和基础地理信息，构建三维地理模型。
步骤S104，根据三维地理模型，利用预设灾害模拟模型对目标区域的灾害发生过程进行模拟得到模拟灾害场景。
步骤S105，在模拟灾害场景中构建用户投影。
本发明的实施例还提供了一种非易失性存储介质，非易失性存储介质中存储有计算机程序，其中，计算机程序被设置为在计算机或处理器上运行时，执行上述任一实施例所述的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：
步骤S101，获取目标区域的基础地理信息。
步骤S102，根据目标区域的基础地理信息，确定目标区域的模拟灾害类型。
步骤S103，根据模拟灾害类型和基础地理信息，构建三维地理模型。
步骤S104，根据三维地理模型，利用预设灾害模拟模型对目标区域的灾害发生过程进行模拟得到模拟灾害场景。
步骤S105，在模拟灾害场景中构建用户投影。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的一些实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述模块的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既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。
所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于虚拟现实的灾害模拟感知方法，其特征在于，包括：
获取目标区域的基础地理信息，其中，所述目标区域为待模拟区域；
根据所述目标区域的基础地理信息，确定所述目标区域的模拟灾害类型，其中，所述模拟灾害类型包括地上灾害和地下灾害；
根据所述模拟灾害类型和所述基础地理信息，构建三维地理模型；
根据所述三维地理模型，利用预设灾害模拟模型对所述目标区域的灾害发生过程进行模拟得到模拟灾害场景，其中，所述模拟灾害场景部署于所述三维地理模型；
在所述模拟灾害场景中构建用户投影，其中，所述用户投影用于感知灾害发生过程，所述用户投影感知到的所述模拟灾害场景通过虚拟现实技术反馈至用户。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法，其特征在于，还包括：
获取所述用户投影的行为数据，其中，所述用户投影的行为数据通过虚拟现实设备进行记录；
根据所述行为数据，对所述模拟灾害场景进行动态更新。
3.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法，其特征在于，所述基础地理信息包括虚拟现实全景数据、数字高程模型、地理信息数据、地表构筑物数据中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法，其特征在于，所述根据所述目标区域的基础地理信息，确定所述目标区域的模拟灾害类型包括：
根据所述基础地理信息，确定所述目标区域包括的地貌；
根据所述地貌和预设灾害预测模型，对所述目标区域进行灾害预测得到潜在灾害类型；
将所述潜在灾害类型作为所述目标区域的模拟灾害类型。
5.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法，其特征在于，所述根据所述模拟灾害类型和所述基础地理信息，构建三维地理模型包括：
响应于所述模拟灾害类型为地上灾害，对所述目标区域进行点位划分得到多个信息采集点位；
针对每个所述信息采集点位，获取灾害点位数据，其中，所述灾害点位数据至少包括灾害隐患类型、灾害威胁对象、灾害威胁人数；
根据所述灾害点位数据和所述基础地理信息，构建所述三维地理模型。
6.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法，其特征在于，所述根据所述模拟灾害类型和所述基础地理信息，构建三维地理模型包括：
响应于所述模拟灾害类型为地下灾害，获取所述目标区域的地下实测数据；
根据所述地下实测数据和所述基础地理信息，通过多边形建模或细分曲面建模，得到所述三维地理模型。
7.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法，其特征在于，所述根据所述三维地理模型，利用预设灾害模拟模型对所述目标区域的灾害发生过程进行模拟得到模拟灾害场景包括：
根据所述三维地理模型，构建三维动态灾害模型，其中，所述三维动态灾害模型模拟的灾害与所述模拟灾害类型对应；
根据所述三维地理模型和所述三维动态灾害模型，利用所述预设灾害模拟模型将所述三维动态灾害模型模拟至所述三维地理模型中，得到模拟灾害场景。
8.一种基于虚拟现实的灾害模拟感知系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取目标区域的基础地理信息，其中，所述目标区域为待模拟区域；
确定模块，用于根据所述目标区域的基础地理信息，确定所述目标区域的模拟灾害类型，其中，所述模拟灾害类型包括地上灾害和地下灾害；
第一构建模块，用于根据所述模拟灾害类型和所述基础地理信息，构建三维地理模型；
模拟模块，用于根据所述三维地理模型，利用预设灾害模拟模型对所述目标区域的灾害发生过程进行模拟得到模拟灾害场景，其中，所述模拟灾害场景部署于所述三维地理模型；
第二构建模块，用于在所述模拟灾害场景中构建用户投影，其中，所述用户投影用于感知灾害发生过程，所述用户投影感知到的所述模拟灾害场景通过虚拟现实技术反馈至用户。
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述权利要求1至7任一项中所述的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法。
10.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为在计算机或处理器上运行时，执行上述权利要求1至7任一项中所述的基于虚拟现实的灾害模拟感知方法。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117707337A (zh) * | 2023-12-07 | 2024-03-15 | 广东大比特网络科技有限公司 | 一种虚拟现实交互方法、设备及其系统、可读存储介质 |
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