[发明专利]基于三维数字地球的物理仿真系统及其使用方法

权利要求书

1.基于三维数字地球的物理仿真系统，其特征在于：包括三维数字地球、可视化场景编辑和物理仿真引擎：

所述三维数字地球部分提供对地球的三维模拟仿真能力，具备对全球地理信息数据的管理、组织与显示功能，是整个物理仿真系统的基础显示平台；

所述可视化场景编辑部分提供对物理实体的流程化编辑，以可视化的方式，实现动画场景与物理属性的快速构建与设定，而达到无需修改代码即可构建新场景的能力；

所述物理仿真引擎部分提供适用于全球尺度的物理状态分析与计算能力，提供多种典型的物理算法，是整个系统具备物理特性的基础。

2.根据权利要求1所述的基于三维数字地球的物理仿真系统，其特征在于：所述三维数字地球部分包括以下功能模块：

数据管理与组织部分负责地理信息数据的管理，提供高效的组织形式，实现场景的快速调度；

地理信息分析部分提供典型的地理信息系统领域分析功能；

三维要素仿真负责现实场景的模拟表达，同时负责三维数字地球中所有物理实体与非物理实体的组织渲染。

3.根据权利要求1所述的基于三维数字地球的物理仿真系统，其特征在于：所述可视化场景编辑部分包括实体库管理模块、动画编辑模块、物理属性管理模块和场景控制与管理模块。

4.根据权利要求3所述的基于三维数字地球的物理仿真系统，其特征在于：所述实体库管理模块包括场景文件的读写操作和对实体的管理与标绘两功能部分，所述场景文件的读写操作将当前场景信息保存为工程文件，并且能够通过工程文件迅速恢复当前场景中各实体的信息；所述对实体的管理与标绘功能，实现三维数字地球中实体的拖动摆放，并对实体按照场景进行树状组织管理；

所述动画编辑模块用于实现对场景中实体运动轨迹与运动逻辑的编排，包括动画编辑器与流程编辑器，所述动画编辑器实现单个实体的运动轨迹设置，所述流程编辑器实现多个实体间的有机结合，实体间以流程图的形式进行串联，流程图间可设置触发事件，从而实现复杂场景的设置；

所述物理属性管理模块用于实现对物理实体的物理属性状态的设置与管理，所述物理属性管理模块是物理仿真引擎模块的可视化展现；

所述场景控制与管理模块用于实现对动画场景的控制。

5.根据权利要求4所述的基于三维数字地球的物理仿真系统的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)打开三维数字地球软件，完成程序的初始化；

2)利用可视化编辑工具中实体库管理模块，依次在三维数字地球中部署实体，并设置实体的属性；

3)利用可视化编辑工具中动画编辑模块，设置实体的运动状态信息；

4)利用可视化编辑工具中动画编辑模块，以流程图的方式，将各实体进行串联，形成完备的动画场景；

5)利用可视化编辑工具中物理属性管理模块，设置实体的物理属性；

6)利用可视化编辑工具中场景控制与管理模块，控制动画场景。

6.根据权利要求5所述的基于三维数字地球的物理仿真系统的使用方法，其特征在于：所述步骤1中程序的初始化包括以下步骤：

1-1)利用三维数字地球提供的数据源与图层管理面板添加数据图层；

1-2)利用三维数字地球提供的场景管理面板，设置场景显示内容。

7.根据权利要求5所述的基于三维数字地球的物理仿真系统的使用方法，其特征在于：所述步骤2中部署实体的具体步骤如下：

2-1)点击实体库管理模块中实体列表中指定实体，在三维数字地球中指定位置点击实现部署；

2-2)调整模型位置，通过实体属性面板设定实体经纬度坐标调整实体位置，并且可以通过鼠标拖动，微调实体位置；

2-3)通过实体属性面板设置实体的属性。

8.根据权利要求5所述的基于三维数字地球的物理仿真系统的使用方法，其特征在于：所述步骤3中实体的运动状态信息的设置具体为：点击三维数字地球中指定实体，在动画编辑模板中调整其运动曲线，运动曲线包括XYZ三轴分量，设置初始速度、加速度以及运动曲线。

9.根据权利要求5所述的基于三维数字地球的物理仿真系统的使用方法，其特征在于：所述步骤4中将各实体进行串联的步骤如下：

4-1)在流程图面板中利用关系线将各实体进行串联；

4-2)设置关系线代表的触发条件。