树冠火蔓延三维可视化方法

摘要

本发明涉及一种树冠火蔓延三维可视化方法。该方法，首先采用FARSITE林火蔓延模拟引擎估算树冠火的火线强度、火焰长度及蔓延速度等；接着采用粒子系统建立火和烟的粒子系统；其次建立树木三维模型，把树木模型种植于三维地形景观上，形成虚拟森林环境；然后利用可编程管线，自定义模型各个器官的顶点着色器和片元着色器，并采用纹理与颜色混合以及Alpha透明纹理的方法；最后设置模拟的起始和结束时间、时间步长和空间分辨率，估算树冠火行为和火场边界，从而动态模拟树冠火在水平方向和垂直方向上动态变化过程。本发明以真三维直观的形式模拟树冠火的蔓延过程，可应用于辅助灭火决策、科普教育、动画、游戏等方面。

主权项

一种树冠火蔓延三维可视化方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤10：获取模拟林区的地形高程、坡度、坡向、温度、湿度、降水、风速、风向及可燃物模型，采用FARSITE林火蔓延模拟引擎，估算树冠火火线强度分布、火焰长度分布、火焰高度分布、蔓延速度和火场边界；步骤11：采用粒子系统，分别建立火和烟的粒子系统，实现火和烟的三维可视化；步骤12：根据树木的树高、林冠基高、基径、枝条分布情况，建立树木三维模型；步骤13：利用可编程管线，自定义顶点着色器和片元着色器，采用纹理与颜色混合的方法以及Alpha透明纹理的方法，模拟树冠火在垂直方向上蔓延的过程，表达树木被燃烧过的部位纹理变暗、树叶减少的表观动态变化特效；步骤14：构建虚拟森林环境，设置模拟的起始时间、结束时间、时间步长、边界分辨率和距离分辨率，根据所述步骤10估算林火蔓延的结果，动态更新每一帧火粒子系统和烟粒子系统的属性值，动态更新绘制树木被烧的表观效果，模拟在每个仿真时段内按时间序列显示树冠火动态变化过程。