(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210902256.6 (22)申请日 2022.07.29 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114970216 A (43)申请公布日 2022.08.30 (73)专利权人 中国人民解 放军战略支援 部队航 天工程大 学 地址 101416 北京市怀柔区八一路一 号 (72)发明人 胡豪杰　方胜良　储飞黄　范有臣　 马淑利　董芳　温晓敏　马昭　 王孟涛　 (74)专利代理 机构 北京天盾知识产权代理有限 公司 11421 专利代理师 姜有保(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) (56)对比文件 CN 102609525 A,2012.07.25 CN 112685407 A,2021.04.20 CN 114677494 A,202 2.06.28 CN 111127610 A,2020.0 5.08 CN 105468759 A,2016.04.0 6 CN 112070895 A,2020.12.1 1 US 2020082618 A1,2020.0 3.12 胡晓光 等. “基于GeoSOT- 3D 的三维数据表 达研究”. 《北京大 学学报(自然科 学版)》 .2015, 第51卷(第6期), 审查员 高民芳 (54)发明名称 一种基于剖分网格的电磁环境可视化表达 方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于剖分网格的电磁环境 可视化表达方法， 包括如下的步骤： 步骤一、 建立 空间电磁场数据剖分模型， 包括分步骤： 1.1)确 定空间电磁场数据的采样粒度； 1.2)根据采样粒 度确定GeoSOT ‑3D网格剖分层级； 1.3)建立空间 电磁场数据与N级剖分网格编码下的映射关系； 1.4)空间插值处理； 1.5)建立剖分层级N下的频 谱测绘数据组织模型； 步骤二、 采用MC面绘制算 法， 得到等值面所在剖分网格的精确位置， 并重 构出三维数据体的轮廓， 实现电磁环 境的可视化 表达。 本发明采用剖分网格与面绘制MC算法相结 合， 减少了算法对大量空数据立方体的遍历查 询， 有效提升了绘制效率； 实现对电磁场内部细 节特征的可视化， 满足用户对电磁场整体和细 节 的多视角观察需求。 权利要求书1页 说明书7页 附图6页 CN 114970216 B 2022.10.21 CN 114970216 B 1.一种基于剖分网格的电磁环境可视化表达方法， 其特 征在于， 包括如下的步骤： 步骤一、 建立空间电磁场数据剖分模型， 包括分步骤： 1.1) 确定空间电磁场数据的采样粒度； 1.2) 根据采样粒度确定GeoSOT ‑3D网格剖分层级； 1.3) 建立空间电磁场数据与N级剖分网格编码下的映射关系； 1.4) 空间插值处 理； 1.5) 建立剖分层级N下的频谱测绘数据组织模型； 步骤二、 采用面绘制Marching  Cubes算法， 首先对较低层级的剖分网格进行遍历， 对其 顶点进行标记， 若全为 “0”， 则停止对 该网格及其剖分层 级网格的查找； 若存在标记 为“1”的 顶点， 则将该网格进行剖分继续查找等值面， 然后以此类推， 直至所需精度下剖分网格体 块， 得到等值面所在剖分网格的精确位置， 并重构出三 维数据体的轮廓， 实现电磁环境的可 视化表达 。 2.如权利要求1所述的基于剖分网格的电磁环境可视化表达方法， 其特征在于， 所述步 骤一中， 采样粒度为经度间距、 纬度间距和高度间距三 者中间的最小值。 3.如权利要求1所述的基于剖分网格的电磁环境可视化表达方法， 其特征在于， 所述步 骤一中， 在剖分网格模型 下， 剖分网格在空间上采用八叉树剖分的方式。 4.如权利要求3所述的基于剖分网格的电磁环境可视化表达方法， 其特征在于， 空间电 磁场数据以剖分体块 集合的形式进行组织。 5.如权利要求4所述的基于剖分网格的电磁环境可视化表达方法， 其特征在于， 所述空 间电磁场数据运算转变为对集合的运算， 包含体块基础运算、 体块集合运算以及典型空间 分析。 6.如权利要求5所述的基于剖分网格的电磁环境可视化表达方法， 其特征在于， 所述对 集合的运算规则包括相交运 算、 位移运 算、 聚合和解聚。 7.如权利要求1所述的基于剖分网格的电磁环境可视化表达方法， 其特征在于， 在所述 步骤二中， 包括如下的分步骤： 2.1) 确定初始层级； 2.2) 遍历该层级下 数据立方体并标记 顶点； 2.3) 若标记全为 “0”， 则停止对该网格及其剖分层级网格的查找； 若存在标记为 “1”的 顶点， 则将该网格向下剖分一个层级， 继续 查找等值面； 2.4) 重复步骤2.2)和2.3)， 直至剖分到最高层级， 得到所需精度下的剖分网格体块， 最终得到等 值面所在剖分网格的精确位置 。 8.如权利要求7所述的基于剖分网格的电磁环境可视化表达方法， 其特征在于， 所述初 始层级为多 级网格层级中的第一级或者第二级。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114970216 B 2一种基于剖分网格的电磁环境 可视化表达方 法 技术领域 [0001]本发明涉及电磁信息处理， 属于雷达技术领域， 具体是一种基于剖分网格的电磁 环境可视化表达方法。 背景技术 [0002]电磁环境的高效呈现关系到用频规划及决策效率。 信息化战场分秒必争， 如何高 效呈现频谱测绘数据的各维度信息， 提供直观、 生动的电磁环境可视化视图成为提升对电 磁态势控制能力的关键 。 [0003]面绘制主要有Marching  Cubes算法、 Marching  Tetrahedra  算法以及Dividing   Cubes 算法。 几种算法原理相似， 其中Marching  Cubes算法 （简称MC算法） 通过将三维模型 分割为六面体的方式进行等值面查找， 对于某些特定数据集采用Marching  Tetrahedra算 法进行分割， 四面体的数据组织方式有利于等值面的查找， Dividing  Cubes 算法则针对 数 据密度较大的数据集进行绘制。 [0004]MC算法最初是 由Lorensen于1987年提出， 也称为等值面提取算法， 是一种通过提 取等值面来重构数据三维形态的算法。 MC算法将三维体数据存放于六面体的顶角上， 其基 本原理就是通过遍历数据立方体中的数据单元， 寻找出与等值面相交的立方体集合， 判断 六面体顶点与等值面的关系， 然后通过插值算法构建出三维数据体的轮廓。 算法的基本流 程如图1所示。 [0005]根据等值面属性设定阈值， 然后判断数据立方体八个顶点与阈值的大小关系， 大 于阈值的顶点记为 “1”即标记点， 小于阈值的顶点记为 “0”即非标记点， 八个顶点遍历完毕 后可以创建八位的标识码。 由于数据的连续性， 等值面必位于标记点与非标记 点之间， 因此 可以根据标记点与非标记点的位置关系提取 出该数据立方体内部的等 值面。 [0006]MC算法的核心在于寻找与等值面相交的数据立方体并判断该立方体顶点与等值 面的相对位置关系， 由于立方体的八个顶点必 处于“0”或者“1”状态， 因此根据MC算法立方 体顶点与等值面 的关系分布共有28=256种情况。 在实际过程中， 将所有的等值面分布情况 构建查找表， 然后遍历所有的数据立方体， 并记录下数据立方体的等值面分布情况与查找 表对比， 将所有处于等值面上 的数据立方体按照等值面相连即可重构出数据的三维轮廓。 为简化计算， 根据立方体的对称性和旋转 性可以将该25 6种情况简化 为如图2所示的15种。 [0007]但是， 面绘制的经典算法MC算法有超过一半的时间用于遍历空的数据立方体， 严 重降低了等 值面的绘制效率， 因此存在绘制效率 不高、 运算量过大的问题。 [0008]为改善电磁环境可视化表达效果、 提高三维重建绘制效率， 需要采用更加高效的 绘制方法来对电磁环境进行 可视化。 [0009]基于此， 特提出本发明。 发明内容 [0010]为了解决现有技术存在的上述问题， 本发明提供一种基于剖分网格的电磁环境可说　明　书 1/7 页 3 CN 114970216 B 3