典型海洋災害情景推演與風險感知模擬系統(tǒng)需求說明

典型海洋災害情景推演與風險感知模擬系統(tǒng)需求說明1典型海洋災害情景推演與風險感知模擬系統(tǒng)1.1海洋綜合數據接入子系統(tǒng)基于本項目海洋觀監(jiān)測能力提升基礎上,整合國家、涉海企業(yè)、科研院所等多渠道數據源,研發(fā)岸基、?；⒖栈仁侄尾杉瘮祿慕邮仗幚砉δ?匯聚海洋站、浮標、雷達、船舶、無人機、衛(wèi)星遙感等獲取的觀測監(jiān)測實時數據及預報數據、再分析數據、實況數據,實現海洋基礎數據、環(huán)境數據的匯集整理,構成海洋管控數據底板,為綜合防治體系建設提供基礎數據支撐。1.1.1海洋站數據接入模塊面向海洋防災減災、海洋生態(tài)預警、海洋安全和海洋監(jiān)管等領域應用需求,開展潮汐、潮流、水溫、鹽度、海浪、海面高等數據接入,為海洋生態(tài)保護和海域使用管理等提供數據支撐,主要為文本數據。1.1.2海洋環(huán)境觀測雷達數據接入模塊面向海洋防災減災、海洋生態(tài)預警、海洋安全和海洋監(jiān)管等領域應用需求,潮汐、潮流、海浪、海面高等數據接入。1.1.3目標感知雷達數據接入模塊面向海洋防災減災和海洋數字孿生建設需求,開展目標感知雷達設備數據接入,為船舶態(tài)勢預測、船舶行為分析等提供數據支撐,包括經緯度、航向、航速、航跡、時間等觀測數據。1.1.4海上浮標數據接入模塊面向海洋防災減災、海洋生態(tài)預警、海洋安全和海洋監(jiān)管等領域應用需求,開展海上浮標數據接入,主要要素包括潮汐、潮流、水溫、鹽度、海浪等。1.1.5海上觀測平臺數據接入模塊面向海洋防災減災、海洋生態(tài)預警、海洋安全和海洋監(jiān)管等領域應用需求,開展海上觀測平臺觀測數據接入,主要要素包括海表面溫度、海表面鹽度、潮高潮時、波浪(波高和周期等)、潮汐潮流、降水量等。1.1.6海洋有人船數據接入模塊面向海洋防災減災、海洋生態(tài)預警、海洋安全和海洋監(jiān)管等領域應用需求,開展海洋有人船觀測數據接入,主要要素包括海面氣溫、氣壓、潮汐、潮流等。1.1.7海洋無人船數據接入模塊面向海洋防災減災、海洋生態(tài)預警、海洋安全和海洋監(jiān)管等領域應用需求,開展海洋無人船觀測數據接入,主要要素包括海面氣溫、氣壓、潮汐、潮流等。1.1.8海床基和海底觀測系統(tǒng)數據接入模塊面向海洋防災減災、海洋生態(tài)預警、海洋安全和海洋監(jiān)管等領域應用需求,開展海床基和海底觀測系統(tǒng)數據接入,主要要素包括溫度、鹽度、流速、流向等水文動力要素。1.1.9水下無人觀測平臺數據接入模塊面向海洋防災減災、海洋生態(tài)預警、海洋安全和海洋監(jiān)管等領域應用需求,開展水下無人觀測平臺數據接入,主要要素包括溫度、鹽度、海流等。1.1.10衛(wèi)星觀測數據接入模塊面向海洋防災減災、海洋生態(tài)預警、海洋安全和海洋監(jiān)管等領域應用需求,開展衛(wèi)星觀測數據接入,主要要素包括流場、海面高度、溫度場等。1.1.11無人機數據接入模塊面向海洋防災減災、海洋生態(tài)預警、海洋安全和海洋監(jiān)管等領域應用需求,開展機載微光相機、CCD相機、激光雷達、高光譜和多光譜成像儀、紅外相機、微波載荷、多頻段SAR、干涉SAR、磁探儀以及大氣觀測儀器數據接入,主要要素包括海面風場、海面高度、有效波高、海面溫度等。1.1.12遙感數據接入模塊面向海洋防災減災、海洋生態(tài)預警、海洋安全和海洋監(jiān)管等領域應用需求,開展高程數據、影像數據,以及等高線、經緯網格線、地名注記等基礎地理數據的接入。1.1.13預報數據匯集接入模塊對接國家海洋綜合數據庫,采用接口調用、實時分發(fā)、在線共享等方式,匯集溫度、鹽度、潮汐、潮流、海浪、海面高等預報數據。1.1.14再分析數據匯集接入模塊對接國家海洋綜合數據庫,采用接口調用、實時分發(fā)、在線共享等方式,匯集溫度、鹽度、潮汐、潮流、海浪、海面高等再分析數據。1.1.15實況數據匯集接入模塊對接國家海洋綜合數據庫,采用接口調用、實時分發(fā)、在線共享等方式,匯集溫度、鹽度、潮汐、潮流、海浪、海面高等實況數據。1.1.16觀測設備匯集接入模塊依托海洋立體觀測網,對接海洋站、浮標、雷達、船舶、無人機等觀測平臺監(jiān)管系統(tǒng),接入觀測平臺位置、運行狀態(tài)、設備運行狀況、設備故障信息等。1.2海洋水體環(huán)境三維建模子系統(tǒng)針對海洋防災減災三維動態(tài)展示需求,集成海域周邊海洋水體再分析產品和預報產品等產品成果,選取精度高、質量好的規(guī)則格網產品數據,借助科學數據可視化、虛擬仿真等技術,開展三維溫度、鹽度等標量場繪制表達、海流二三維矢量場動態(tài)繪制以及多要素疊加分析等工作,提供海域水體環(huán)境場可視化、水體環(huán)境信息查詢、環(huán)境場剖面分析等功能,實現水體環(huán)境真實模擬和準確表達。1.2.1海水溫度產品預處理模塊選取海域精度高、質量好的海水溫度規(guī)則格網產品數據,開展海水溫度數據解析、提取和轉換,為海水溫度數據可視化分析和仿真模擬提供基礎數據支撐。海水溫度產品預處理模塊的主要功能點包括海水溫度統(tǒng)計產品規(guī)則格網數據解析功能、海水溫度統(tǒng)計產品數據提取功能、海水溫度統(tǒng)計產品格式轉換與輸出功能、海水溫度預報產品規(guī)則格網數據解析功能、海水溫度預報產品數據提取功能、海水溫度預報產品格式轉換與輸出功能。1.2.2.海水鹽度產品預處理模塊選取海域精度高、質量好的海水鹽度規(guī)則格網產品數據，開展海水鹽度數據解析、提取和轉換，為海水鹽度數據可視化分析和仿真模擬提供基礎數據支撐。海水鹽度產品預處理模塊的主要功能點海水鹽度統(tǒng)計產品規(guī)則格網數據解析功能、海水鹽度統(tǒng)計產品數據提取功能、海水鹽度統(tǒng)計產品格式轉換與輸出功能、海水鹽度預報產品規(guī)則格網數據解析功能、海水鹽度預報產品數據提取功能、海水鹽度預報產品格式轉換與輸出功能。1.2.3海流產品預處理模塊選取海域精度高、質量好的海流統(tǒng)計分析規(guī)則格網產品數據,開展海流U、V、W三個分量(或U、V兩個分量)進行數據解析處理和3D建模,為二維海流和三維海流動態(tài)繪制和仿真模擬提供基礎數據支撐。海流統(tǒng)計產品預處理模塊的主要功能點包括海流統(tǒng)計產品規(guī)則格網數據解析功能、海流統(tǒng)計產品數據提取功能、海流統(tǒng)計產品格式轉換與輸出功能、海流預報產品規(guī)則格網數據解析功能、海流預報產品數據提取功能、海流預報產品格式轉換與輸出功能。1.2.4海面高產品預處理模塊選取海域精度高、質量好的海面高規(guī)則格網產品數據,開展海面高數據解析、提取和轉換,為海面高數據可視化分析和仿真模擬提供基礎數據支撐。海面高產品預處理模塊的主要功能點包括海面高統(tǒng)計產品規(guī)則格網數據解析功能、海面高統(tǒng)計產品數據提取功能、海面高統(tǒng)計產品格式轉換與輸出功能、海面高預報產品規(guī)則格網數據解析功能、海面高預報產品數據提取功能、海面高預報產品格式轉換與輸出功能。1.2.5海水溫度大面圖可視分析模塊開發(fā)海水溫度大面圖可視分析模塊,提供同一層深不同時間序列和同一時間不同水深的海溫彩色大面圖動態(tài)渲染功能。海水溫度大面圖可視分析模塊的主要功能包括溫度大面圖可視分析顯示方式選擇功能、溫度同一層深不同時間序列大面圖提取功能、溫度同一時間不同水深大面圖提取功能和海水溫度大面圖可視分析結果顯示功能。1.2.6海水鹽度大面圖可視分析模塊開發(fā)海水鹽度大面圖可視分析模塊,提供同一層深不同時間序列和同一時間不同水深的海鹽彩色大面圖動態(tài)渲染功能。海水鹽度大面圖可視分析模塊的主要功能包括鹽度大面圖可視分析顯示方式選擇功能、鹽度同一層深不同時間序列大面圖提取功能、鹽度同一時間不同水深大面圖提取功能和海水鹽度大面圖可視分析結果顯示功能。1.2.7海水流速大面圖可視分析模塊開發(fā)海水流速大面圖可視分析模塊,提供同一層深不同時間序列和同一時間不同水深的海水流速彩色大面圖動態(tài)渲染功能。海水流速大面圖可視分析模塊的主要功能包括海水流速大面圖可視分析顯示方式選擇功能、海水流速同一層深不同時間序列大面圖提取功能、海水流速同一時間不同水深大面圖提取功能和海水流速大面圖可視分析結果顯示功能。1.2.8海面高大面圖可視分析模塊開發(fā)海面高大面圖可視分析模塊,提供不同時間序列的海面高彩色大面圖動態(tài)渲染功能。海面高大面圖可視分析模塊的主要功能包括海面高大面圖可視分析顯示方式選擇功能、海面高不同時間序列大面圖提取功能和海面高大面圖可視分析結果顯示功能。1.2.9海水溫度三維模擬仿真模塊采用UE5、3DMax等符合我局軟硬件運行環(huán)境要求的三維建模軟件和虛擬仿真軟件,對海域海溫數據進行顏色映射、紋理創(chuàng)建、渲染著色等一系列體繪制操作,實現海洋溫度的三維模擬與可視分析。海水溫度三維模擬仿真模塊的主要功能點包括海水溫度數據顏色映射、海水溫度ColorBar創(chuàng)建功能、海水溫度渲染著色功能、海水溫度三維可視化展示功能。1.2.10海水鹽度三維模擬仿真模塊采用UE5、3DMax等符合我局軟硬件運行環(huán)境要求的三維建模軟件和虛擬仿真軟件,對海域鹽度數據進行顏色映射、紋理創(chuàng)建、渲染著色等一系列體繪制操作,實現海洋鹽度的三維模擬與可視分析。海水鹽度三維模擬仿真模塊的主要功能點包括海水鹽度數據顏色映射、海水鹽度ColorBar創(chuàng)建功能、海水鹽度渲染著色功能、海水鹽度三維可視化展示功能。1.2.11海洋流場線模擬仿真模塊采用GPU高性能顯卡硬件加速技術和Shader算法,通過將海流U和V分量進行頂點和片元計算渲染,以彩色的、連貫的、動態(tài)流動曲線表達海洋流場連續(xù)動態(tài)變化情況。海洋流場線模擬仿真模塊的主要功能點包括海流U和V分量提取功能、海洋流場線生成及屬性初始化功能、海洋流場線追蹤功能、海水流場線圖形渲染功能。1.2.12二維流矢粒子系統(tǒng)模擬仿真模塊采用粒子系統(tǒng)物理仿真模型,將海流經緯度平面上U和V兩個分量進行流速、流向數值計算,賦值給運動的流矢并控制海水流動狀態(tài),實現海流流矢形式的模擬仿真。二維流矢粒子系統(tǒng)模擬仿真模塊的主要功能點包括海流U和V分量提取功能、海洋流矢粒子生成及屬性初始化功能、海洋流矢粒子追蹤功能、海水流矢粒子圖形渲染功能。1.2.13三維海流動態(tài)模擬仿真模塊采用粒子系統(tǒng)物理仿真模型,開展海洋流場U、V、W三個分量解析提取,計算空間三維中的流速、流向信息,賦值給運動的流矢并控制海水流動狀態(tài),實現海洋流場的三維動態(tài)仿真模擬,為海洋水體流動規(guī)律變化分析、水下潛航,以及海洋渦旋、洋流等科學分析提供直觀、動態(tài)、科學的虛擬仿真方法支撐。三維海流動態(tài)模擬仿真模塊的主要功能點包括海流U、V、W量提取功能、三維流矢粒子生成及屬性初始化功能、三維流矢粒子追蹤功能、三維流矢粒子圖形渲染功能。1.2.14任意點數值信息查詢模塊開發(fā)任意點數值信息查詢模塊,實現鼠標任意點擊位置的海洋水體環(huán)境信息查詢功能,包括查詢位置所處的經緯度、水深、海洋溫鹽流等海洋水體環(huán)境要素數值等信息。任意點數值信息查詢模塊的主要功能點包括鼠標點擊位置坐標信息獲取功能、海洋水體環(huán)境信息提取功能、水體環(huán)境要素數值信息加載顯示功能。1.2.15單點深度變化曲線查詢模塊開發(fā)單點深度變化曲線查詢模塊,實現任意點海洋溫、鹽等海洋水體環(huán)境要素隨深度變化曲線可視分析。單點深度變化曲線查詢模塊的主要功能點包括鼠標點擊位置坐標信息獲取功能、海洋水體環(huán)境信息提取功能、單點深度變化曲線繪制顯示功能。1.2.16多要素疊加顯示模塊開發(fā)多要素疊加顯示模塊,根據不同要素顯示的特點和需求,設計靈活的顯示方式和可視化布局,實現海洋水體環(huán)境(溫鹽流)和海底地形環(huán)境等多要素的疊加顯示和可視分析。多要素疊加顯示模塊的主要功能包括海洋水體要素選取功能、海洋水體多要素疊加顯示功能、海洋水體多要素切換顯示功能。1.2.17海水要素時序變化可視分析模塊研發(fā)海水要素時序變化可視分析模塊,利用時間連續(xù)的三維海洋水體環(huán)境數據產品,根據選擇的三維溫鹽流水體環(huán)境要素的層數、時間等參數,對水體環(huán)境數據產品進行數據解析提取,實現時間維度的動態(tài)變化和可視分析。海洋水體環(huán)境時序變化可視分析模塊主要包括三維溫度體模型的顯示層數選擇功能、三維溫度體模型的顯示時間選擇功能、三維溫度體模型的顯示倍數設置功能、三維溫度體模型時序變化可視分析結果顯示功能、三維鹽度體模型的顯示層數選擇功能、三維鹽度體模型的顯示時間選擇功能、三維鹽度體模型的顯示倍數設置功能、三維鹽度體模型時序變化可視分析結果顯示功能、海洋流場顯示層數選擇功能、海洋流場顯示時間選擇功能、海洋流場顯示倍數設置功能和海洋流場時序變化可視分析結果顯示功能。1.2.18水體模型選取與可視化分析模塊研發(fā)水體模型選取與可視化分析模塊,開展任意空間范圍、深度范圍的水體模型選取與可視化分析功能設計研發(fā),以及實現任意點數值信息、單點深度變化的查詢和多要素疊加顯示等功能,包括海洋水體模型空間范圍坐標輸入功能、海洋水體模型空間范圍鼠標框選功能、所選空間范圍水體模型顯示功能、海洋水體模型深度范圍信息輸入功能、海洋水體模型顯示層數選取功能和所選深度范圍水體模型顯示功能。1.2.19海水要素三維剖面分析模塊研發(fā)海水要素三維剖面分析模塊,開展海水溫度、鹽度等模型的三維剖面分析功能,包括海水要素模型經向剖切功能、海水要素模型緯向剖切功能、海水要素模型垂向剖切功能。1.2.20海水要素拉伸分析模塊研發(fā)海水要素拉伸分析模塊,開展海水溫度、鹽度、密度、聲速等體模型拉伸分析功能設計,包括水體環(huán)境數據拉伸倍數選擇功能、海洋水體標量場模型拉伸處理功能、海洋水體標量場模型顯示功能。1.2.21海水要素透明度調節(jié)模塊研發(fā)海水要素透明度調節(jié)模塊,開展海水溫度、鹽度等體模型透明度調節(jié)功能設計,包括水體環(huán)境數據透明度百分比選擇功能、海洋水體標量場模型透明處理功能、海洋水體標量場模型顯示功能。1.2.22海流動態(tài)調節(jié)模塊研發(fā)海流動態(tài)調節(jié)模塊,開展二維海洋流暢線動態(tài)功能調節(jié)和二維流矢粒子動態(tài)功能調節(jié)研發(fā),包括二維海洋流場線動態(tài)調節(jié)功能、二維流矢粒子動態(tài)調節(jié)功能。1.2.23海水要素數據加載更新模塊研發(fā)海水要素數據加載更新模塊,開展海水溫度、鹽度、海面高、流場等數據自動更新和加載功能,包括海水溫度數據更新加載功能、海水鹽度數據更新加載功能、海流數據更新加載功能、海面高數據更新加載功能。1.3海洋地形環(huán)境三維建模子系統(tǒng)針對海洋防災減災三維動態(tài)展示需求,集成海域周邊海洋水體再分析產品和預報產品等產品成果,選取精度高、質量好的規(guī)則格網產品數據,借助科學數據可視化、虛擬仿真等技術,開展三維溫度、鹽度等標量場繪制表達、海流二三維矢量場動態(tài)繪制以及多要素疊加分析等工作,提供海域水體環(huán)境場可視化、水體環(huán)境信息查詢、環(huán)境場剖面分析等功能,實現水體環(huán)境真實模擬和準確表達。1.3.1多比例尺地形數據融合模塊開發(fā)多比例尺地形數據融合模塊,針對調查獲取和公開下載的海域海底地形數據,開展不同比例尺精度的融合處理,構建覆蓋海域區(qū)域的地形產品,為海洋地形環(huán)境構建提供基礎地形數據和模型支撐,主要包括地形數據導入功能、地形數據融合功能和融合結果展示功能。1.3.2海陸地形一體化拼接模塊開發(fā)海陸地形一體化拼接模塊,針對調查獲取和公開下載的海域海底地形數據和融合后的海底地形,開展海陸一體化拼接處理,構建覆蓋海域和海岸帶區(qū)域的全地形數據產品,為海洋地形環(huán)境構建提供基礎地形數據支撐。海陸地形一體化拼接模塊的主要功能點主要包括海陸地形拼接功能、地形接邊處理功能和一體化地形生成功能。1.3.3三維海洋地形模型構建模塊開發(fā)三維海洋地形模型構建模塊,基于處理后的海陸地形數據,利用專業(yè)的GIS和三維建模軟件,開展數據空間化改造、統(tǒng)一坐標投影和三維建模等工作,完成海域海陸地形的精細化三維建模,為海洋地形環(huán)境可視化分析和仿真模擬提供基礎模型支撐。三維地形模型構建模塊的主要功能點包括地形灰度圖渲染功能、灰度值提取功能和三維地形建模功能。1.3.4三維海洋地形環(huán)境虛擬場景模擬模塊開發(fā)三維地形環(huán)境虛擬場景模擬模塊,利用虛擬仿真技術和虛擬仿真渲染引擎,完成海域高精度多比例尺海陸一體化融合地形三維模型的加載顯示,建立虛擬世界坐標系和真實的空間地理坐標系的映射關系,以多維度、全視角、沉浸式交互形式,完成三維地形環(huán)境虛擬場景模擬。三維海洋地形環(huán)境虛擬場景模擬模塊的主要功能點包括三維地形模型導入功能、坐標映射功能和三維地形模型加載顯示功能。1.3.5地形常規(guī)彩色紋理渲染制作模塊開發(fā)地形常規(guī)彩色紋理渲染制作模塊,采用GIS常用的地形渲染色帶,利用地形DEM數據進行彩色紋理渲染,作為通用狀態(tài)下海域虛擬背景場中三維地形的紋理貼圖,用于快速、直觀表達出地形起伏特征和高程變化情況。地形常規(guī)彩色紋理渲染制作模塊包括彩色渲染色帶預置功能、彩色紋理制作功能和彩色紋理貼圖顯隱切換功能。1.3.6地形專題彩色紋理渲染制作模塊開發(fā)地形專題彩色紋理渲染模塊,常規(guī)彩色紋理中海底地形以藍色變化為主,本模塊中將以突出海底地形起伏特征為目標,利用地形DEM數據和GIS紋理渲染工具,以更加豐富的色帶對海底地形進行突出渲染,凸顯海底海山、海溝、重要通道等地形變化,作為三維地形紋理的有效補充。地形專題彩色紋理渲染制作模塊包括專題彩色色帶預置功能、專題彩色紋理制作功能和專題彩色紋理貼圖顯隱切換功能。1.3.7地形白膜紋理渲染制作模塊開發(fā)地形白膜紋理渲染制作模塊,該紋理將以灰白色或藍色為主色調,旨在突出顯示三維虛擬場景中虛擬仿真的對象,如海洋水體環(huán)境變化特征、中尺度渦旋運動規(guī)律等信息,減少地形紋理渲染對環(huán)境可視化的影響。地形白膜紋理渲染制作模塊包括白膜紋理渲染色帶預置功能、地形白膜紋理制作功能和地形白膜紋理貼圖顯隱切換功能。1.3.8三維地形和紋理疊加渲染模塊開發(fā)三維地形和紋理疊加渲染模塊,采用3DMAX、PhotoShop等符合我局軟硬件運行環(huán)境要求的三維建模軟件,利用紋理映射技術,實現海底地形三維可視化模型和渲染紋理之間的疊加顯示,賦予紋理三維起伏變化特征。三維地形和紋理疊加渲染模塊包括地形常規(guī)彩色紋理的疊加渲染功能、海底地形專題彩色紋理與三維地形的疊加渲染功能和地形白膜紋理與三維地形的疊加渲染功能。1.3.9三維海洋地形分級加載顯示模塊開發(fā)三維海洋地形分級加載顯示模塊,借助三維虛擬渲染引擎,通過三維地形LOD分級加載渲染技術,實現高精度、真實地形數據的真三維表達,以及不同分辨率地形的自動分級加載。三維海洋地形分級加載顯示模塊包括地形LOD生成功能、地形切換功能、地形自動分級加載顯示功能、地形場景漫游功能和地形場景縮放旋轉功能。1.3.10海底地形空間映射模塊研發(fā)海底地形空間映射模塊,開展點、線、面與三維海底地形空間地理映射功能設計,包括點圖層與三維地形空間地理映射功能、線圖層與三維地形空間地理映射功能、面圖層與三維地形空間地理映射功能。1.3.11海底地名注記加載和查詢顯示模塊利用“地理空間-虛擬空間”二三維地理坐標空間映射技術,結合地名注記等數據,按照統(tǒng)一坐標系和投影基準,實現海底地名注記圖層隨海底地形起伏的疊加顯示,將地名準確的標記到對應的島礁、海山、海溝等位置,與傳統(tǒng)的二維圖層疊加的顯示方式相比,三維注記更加準確和直觀。包括地名注記與海底地形疊加顯示功能、地名注記信息查詢顯示功能。海底地名注記加載和查詢顯示模塊包括地名注記經緯度和海拔信息的提取功能、地名注記名稱和海拔信息的加載顯示功能和地名注記名稱和海拔信息的顯隱控制功能。1.3.12海底地形基礎功能模塊研發(fā)海底地形基礎功能模塊,開展三維地形任意點高程信息查詢,以及垂向固定倍數拉升變換、飛行定位、場景漫游、固定視角切換、場景旋轉、場景放大縮小和經緯度格網顯示等功能,包括三維地形任意點高程查詢功能、海底三維地形垂向固定倍數拉伸變換功能、海底三維地形飛行定位功能、海底三維地形場景漫游功能、海底地形固定視角切換功能、海底地形場景旋轉功能、海底地形場景放大縮小功能、地形經緯度格網顯示功能。1.3.13海底特效顯示模塊以海域三維地形空間范圍為基礎,構建適用于其空間表達的經緯網格,并在三維地形虛擬背景場中加載顯示,提供經緯網格顯隱控制功能,并補充研發(fā)天空、水面、天氣和海底等環(huán)境特效,增強對數據和場景的三維立體表達。地形空間格網及環(huán)境特效展示模塊包括地形經緯度格網顯示功能、天空特效顯示功能、水面特效顯示功能、天氣特效顯示功能、海底特效顯示功能和地形三維模型與環(huán)境特效集成功能。1.4海上觀監(jiān)測裝備三維建模子系統(tǒng)通信網和海洋觀監(jiān)測設備在減災項目中起著非常重要的作用,是海洋減災數據的主要來源,也是連接自然海洋與虛擬海洋的紐帶,實現觀監(jiān)測設備的數字孿生非常重要。綜合利用虛擬仿真、XR技術、物聯(lián)網技術開展海洋防災減災數字孿生基礎平臺構建,建立虛擬世界和真實海洋場景映射關系,利用5G通信、衛(wèi)星通信等,實時接入海洋觀監(jiān)測數據,實現“觀測數據-模擬數據”的相互映射,結合海洋環(huán)境實景三維模型,實現防災減災兩網及觀監(jiān)測設備的數字孿生。具體的觀監(jiān)測設備包含海洋通信網、浮標、潛標、海洋觀測站、岸基雷達、無人機、無人艇等。1.4.1海洋地面網仿真模擬模塊根據海洋專網地面網部分的路由節(jié)點、關鍵網絡設備、海洋觀監(jiān)測業(yè)務的傳輸業(yè)務,建立數字化模擬功能,能夠對網絡帶寬、網絡實時速率、傳輸的主要數據、故障情況等進行模擬和可視化。1.4.2海上無線通信網仿真模擬模塊對海洋專網海上無線通信部門進行模擬,包括無線路由鏈路、實時狀態(tài)、傳輸速率、故障情況等,能對傳輸的主要數據進行展示。1.4.3浮標數字仿真模塊建立海上觀測浮標數字孿生,提供多種類型的浮標三維模型,對浮標的布設位置、采集的海洋要素類型、數據采集狀態(tài)進行模擬,對是否發(fā)生位置偏移、數據采集是否有故障進行監(jiān)測預警。1.4.4海洋觀測站數字仿真模塊建立海洋觀測站數字孿生,開展海洋觀測站三維建模,對觀測站采集的數據要素類別、觀測范圍、采集頻率等進行模擬可視化,對采集的主要數據進行展示,能夠提供觀測站數據采集異常預警和初步診斷。1.4.5岸基雷達數字仿真模塊建立管轄范圍內的岸基雷達數字孿生,開展岸基雷達站三維模型,對雷達覆蓋范圍、采集的要素進行模擬可視化,對采集的主要數據進行展示,能夠監(jiān)控岸基雷達實時狀態(tài)、故障情況并進行告警。1.4.6無人機監(jiān)測仿真模擬模塊建立海洋環(huán)境監(jiān)測無人機數字孿生,對主要的無人機型號進行三維建模,提供無人機線路規(guī)劃,能夠對巡航線路進行監(jiān)控,提供采集信息的可視化功能。1.4.7無人艇監(jiān)測模擬模塊建立海洋環(huán)境監(jiān)測無人艇數字孿生,對主要的無人艇型號進行三維建模,提供無人艇海面航線線路規(guī)劃,能夠對巡航線路進行監(jiān)控,提供采集信息的可視化功能。1.4.8水下滑翔機模擬模塊建立水下滑翔機三維模型,模擬滑翔機數據采集的線路、實時位置,提供周邊環(huán)境分析,采集數據可視化等。1.4.9潛標仿真模擬模塊建立海域內潛標數字孿生,提供潛標三維模型,對潛標的布設位置、采集的海洋要素類型、數據采集狀態(tài)進行模擬,對是否發(fā)生位置偏移、數據采集是否有故障進行監(jiān)測預警。1.4.10海床基觀測設施數字仿真模塊對海床基布設的其它觀監(jiān)測設備進行三維建模,提供設備的實時狀態(tài)信息,對采集的主要數據進行可視化分析。1.4.11應急指揮車數字模擬模塊建立海洋應急指揮車三維模型,提供指揮車的實時位置、應用狀態(tài)等信息,能夠模擬應急通信、現場指揮調度等業(yè)務場景。1.4.12觀監(jiān)測設備數字孿生集成模塊開展海上觀監(jiān)測設備數字孿生模型的集成,采用統(tǒng)一的空間基準、模型對象數據格式,對各種模型對象的應用場景進行統(tǒng)一規(guī)劃和設置,提供信息通信協(xié)同功能。1.5海洋承災體三維建模子系統(tǒng)針對海洋防災減災三維動態(tài)展示需求,開展海域相關的承災體三維建模,利用VR虛擬仿真技術,構建三維虛擬仿真海洋承災體環(huán)境背景場,集成并展示海域周邊港口、碼頭、海島、社區(qū)、工廠、學校、提防、航道、錨地、生態(tài)保護區(qū)、濱海旅游區(qū)、海底電纜等信息,實現海洋承災體與自然環(huán)境數字仿真模擬。1.5.1港口設施仿真模擬模塊研發(fā)港口設施仿真模擬模塊,基于接入的海域港口設施數據,開展港口設施仿真模擬,實現港口數據自動處理、快速建模、模型渲染以及可視化展示等功能,包括港口設施數據接入功能、處理功能、港口設施數據建模功能、港口設施模型渲染功能、港口設施可視化功能等。1.5.2碼頭仿真模擬模塊研發(fā)碼頭仿真模擬模塊,基于接入的海域碼頭數據,開展碼頭設施仿真模擬,實現碼頭數據自動處理、快速建模、模型渲染以及可視化展示等功能,包括碼頭設施數據處理功能、碼頭設施數據建模功能、碼頭設施模型渲染功能、碼頭設施可視化等功能。1.5.3有居民海島模擬仿真模塊研發(fā)有居民海島仿真模擬模塊,基于接入的海域有居民海島數據,開展有居民海島仿真模擬,實現有居民海島數據自動導入、影像紋理提取、模型渲染以及可視化展示等功能,包括海島范圍導入功能、海島紋理提取功能、海島三維建模功能、海島建筑模型渲染功能、海島道路功能渲染、海島設施功能渲染、海島模型渲染功能和海島可視化等功能。1.5.4無居民海島模擬仿真模塊研發(fā)無居民海島仿真模擬模塊,基于接入的海域無居民海島數據,開展無居民海島仿真模擬,實現無居民海島數據自動導入、影像紋理提取、模型渲染以及可視化展示等功能,包括海島范圍導入功能、海島紋理提取功能、海島三維建模功能、海島模型渲染功能和海島可視化等功能。1.5.5沿海社區(qū)仿真模擬模塊研發(fā)沿海社區(qū)仿真模擬模塊,基于接入沿海社區(qū)數據,開展沿海社區(qū)仿真模擬,實現沿海社區(qū)數據自動導入和可視化展示等功能,包括沿海社區(qū)數據接入功能、沿海社區(qū)基本信息提取功能、沿海社區(qū)面數據提取功能、沿海社區(qū)人口提取功能、沿海社區(qū)出入口提取功能、沿海社區(qū)消防通道提取功能、沿海社區(qū)建筑物提取功能、沿海社區(qū)建模功能和沿海社區(qū)可視化等功能。1.5.6沿海學校仿真模擬模塊研發(fā)沿海學校仿真模擬模塊,基于接入沿海學校數據,開展沿海學校仿真模擬,實現沿海學校數據自動導入和可視化展示等功能,包括沿海學校數據接入功能、沿海學?；拘畔⑻崛」δ?、沿海學校面數據提取功能、沿海學校人口提取功能、沿海學校出入口提取功能、沿海學校消防通道提取功能、沿海學校建筑物提取功能、沿海學校建模功能和沿海學校可視化等功能。1.5.7沿海工廠仿真模擬模塊研發(fā)沿海工廠仿真模擬模塊,基于接入沿海工廠數據,開展沿海工廠仿真模擬,實現沿海工廠數據自動導入和可視化展示等功能,包括沿海工廠數據接入功能、沿海工廠基本信息提取功能、沿海工廠面數據提取功能、沿海工廠人口提取功能、沿海工廠出入口提取功能、沿海工廠消防通道提取功能、沿海工廠建筑物提取功能、沿海工廠建模功能和沿海工廠可視化等功能。1.5.8沿海醫(yī)院仿真模擬模塊研發(fā)沿海醫(yī)院仿真模擬模塊,基于接入沿海醫(yī)院數據,開展沿海醫(yī)院仿真模擬,實現沿海醫(yī)院數據自動導入和可視化展示等功能,包括沿海醫(yī)院數據接入功能、沿海醫(yī)院基本信息提取功能、沿海醫(yī)院面數據提取功能、沿海醫(yī)院人口提取功能、沿海醫(yī)院出入口提取功能、沿海醫(yī)院消防通道提取功能、沿海醫(yī)院建筑物提取功能、沿海醫(yī)院建模功能和沿海醫(yī)院可視化等功能。1.5.9提防仿真模擬模塊研發(fā)提防仿真模擬模塊,基于接入提防數據,開展提防仿真模擬,實現提防數據自動導入和可視化展示等功能,包括提防數據接入功能、提防基本信息提取功能、提防線數據提取功能、提防面數據提取功能、提防高度提防提取功能、提防建模功能和提防可視化功能。1.5.10核電站可視化模塊研發(fā)核電站可視化模塊,基于接入大亞灣核電站數據,開展核電站仿真模擬,實現核電站數據自動導入和可視化展示等功能,包括核電站數據接入功能、核電站基本信息提取功能、核電站位置數據提取功能、核電站面數據提取功能、核電站建模功能和核電站可視化功能。1.5.11海上船舶可視化模塊研發(fā)海上船舶可視化模塊,基于接入AIS數據,開展海上船舶可視化展示,實現AIS數據自動導入、船舶類型提取、模型渲染以及可視化展示等功能,包括AIS數據導入功能、船舶類型提取功能、船舶位置提取功能、船舶國籍提取功能、船舶大小提取功能、船舶航速提取功能、船舶航向提取功能和船舶可視化功能。1.5.12油氣平臺可視化模塊研發(fā)油氣平臺可視化模塊,基于接入油氣平臺點、面數據,開展海上油氣平臺可視化展示,實現油氣平臺數據自動導入和可視化展示等功能,包括油氣平臺點數據接入功能、油氣平臺面數據接入功能、油氣平臺位置提取功能、油氣平臺大小提取功能、油氣平臺建模功能和油氣平臺可視化功能。1.5.13航道可視化模塊研發(fā)航道可視化模塊,基于接入航道數據,開展航道可視化展示,實現航道數據自動導入和可視化展示等功能,包括航道數據接入功能、航道范圍提取功能、航道水深提取功能、航道區(qū)域地形建模功能、航道區(qū)域水體建模功能、航道建模功能和航道可視化功能。1.5.14錨地可視化模塊研發(fā)錨地仿真模擬模塊,開展海域錨地仿真模擬,實現錨地數據自動導入、地形建模、水體建模以及渲染、可視化展示等功能,包括錨地數據接入功能、錨地范圍提取功能、錨地水深提取功能、錨地區(qū)域地形建模功能、錨地區(qū)域水體建模功能、錨地區(qū)域可視化功能。1.5.15生態(tài)保護區(qū)可視化模塊研發(fā)生態(tài)保護區(qū)仿真模擬模塊,開展海域生態(tài)保護區(qū)域仿真模擬,實現生態(tài)保護區(qū)數據自動導入、地形建模、水體建模以及渲染、可視化展示等功能,包括生態(tài)保護區(qū)數據接入功能、生態(tài)保護區(qū)范圍提取功能、生態(tài)保護區(qū)地形建模功能、生態(tài)保護區(qū)水體建模功能、生態(tài)保護區(qū)可視化功能。1.5.16養(yǎng)殖區(qū)可視化模塊研發(fā)養(yǎng)殖區(qū)可視化模塊,基于接入的養(yǎng)殖區(qū)數據,開展養(yǎng)殖區(qū)可視化展示,實現養(yǎng)殖區(qū)數據自動導入和可視化展示等功能,包括開放式養(yǎng)殖用海數據接入功能、圍海養(yǎng)殖用海數據接入功能、開放式養(yǎng)殖用海范圍提取、開放式養(yǎng)殖用?；拘畔⑻崛?、圍海養(yǎng)殖用海范圍提取、圍海養(yǎng)殖用?；拘畔⑻崛?、開放式養(yǎng)殖用?？梢暬ｐB(yǎng)殖用?？梢暬裙δ?。1.5.17電力工業(yè)用?？梢暬K研發(fā)電力工業(yè)用?？梢暬K,基于接入電力工業(yè)用海數據,開展電力工業(yè)用?？梢暬故?實現電力工業(yè)用海數據自動導入和可視化展示等功能,包括電力工業(yè)用海數據接入功能、電力工業(yè)用海范圍提取功能、電力工業(yè)用海基本信息提取、電力工業(yè)用海建模功能和電力工業(yè)用?？梢暬裙δ?。1.5.18濱海旅游區(qū)可視化模塊研發(fā)濱海旅游區(qū)可視化模塊,基于接入濱海旅游區(qū)數據,開展濱海旅游區(qū)可視化展示,實現濱海旅游區(qū)數據自動導入和可視化展示等功能,包括濱海旅游區(qū)數據接入功能、濱海旅游區(qū)范圍提取功能、濱海旅游區(qū)基本信息提取、濱海旅游區(qū)建模功能和濱海旅游區(qū)可視化等功能。1.5.19船舶工業(yè)用?？梢暬K研發(fā)船舶工業(yè)用?？梢暬K,基于接入船舶工業(yè)用海數據,開展船舶工業(yè)用?？梢暬故?實現船舶工業(yè)用海數據自動導入和可視化展示等功能,包括船舶工業(yè)用海數據接入功能、船舶工業(yè)用海范圍提取功能船舶工業(yè)用海基本信息提取、船舶工業(yè)用海建模功能和船舶工業(yè)用海可視化等功能。1.5.20路橋用海可視化模塊研發(fā)路橋用?？梢暬K,基于接入路橋和用海數據,開展路橋用?？梢暬故?實現路橋用海數據自動導入和可視化展示等功能,包括路橋用海數據接入功能、路橋數據接入功能、路橋用海范圍提取功能、路橋基本信息提取、路橋高度信息提取、路橋寬度信息提取、路橋位置信息提取、路橋用海建模功能和路橋用?？梢暬裙δ?。1.5.21海底電纜可視化模塊研發(fā)海底電纜可視化模塊,基于接入海底電纜數據,開展海底電纜可視化展示,實現海底電纜數據自動導入和可視化展示等功能,包括海底電纜數據接入功能、海底電纜位置提取功能、海底電纜基本信息提取、海底電纜建模功能和海底電纜可視化等功能。1.5.22國際光纜可視化模塊研發(fā)國際光纜可視化模塊,基于接入國際光纜數據,開展國際光纜可視化展示,實現國際光纜數據自動導入和可視化展示等功能,包括國際光纜數據接入功能、國際光纜位置提取功能、國際光纜基本信息提取、國際光纜建模功能和國際光纜可視化等功能。1.5.23海底管道可視化模塊研發(fā)海底管道可視化模塊,基于接入海底管道數據,開展海底管道可視化展示,實現海底管道數據自動導入和可視化展示等功能,包括海底管道數據接入功能、海底管道位置提取功能、海底管道基本信息提取、海底管道建模功能和海底管道可視化等功能。1.5.24其他用?？梢暬K研發(fā)其他用?？梢暬K,基于接入其他用海數據,開展其他用?？梢暬故?實現其他用海數據自動導入和可視化展示等功能,包括其他用海數據接入功能、其他用海范圍提取功能、其他用海基本信息提取、其他用海建模功能和其他用海可視化等功能。1.6海洋災害決策分析模型子系統(tǒng)利用海洋數字孿生、推演分析、協(xié)同交互核心算法,開展海洋災害多主體協(xié)同應對全要素分析與建模、基于知識圖譜的多主體協(xié)同智能調度方法、面向精細化服務的風險溝通信息模型與淹沒仿真模型、多主體協(xié)同應對情景推演等模型構建,為海洋環(huán)災害多主體協(xié)同應對決策提供技術支撐。1.6.1災害應急管理任務鏈建模模塊研究不同海洋災害事件中的“各應急管理服務對象(海上油氣資源開發(fā)區(qū)、海水養(yǎng)殖區(qū)、港口碼頭區(qū)、海洋生態(tài)保護區(qū)、沿海社區(qū)等)的風險、事件相應職責、應急能力、應急員、應對方案”之間的相互關系,抽取各單位、職責部門的任務分工和責任主體,建立應急工作分解結構,將母任務群分解為更細的子任務,逐級分解,直至任務能夠對應獨立的責任人或者操作者為止,構建出不同層級的海洋災害事件任務鏈。1.6.2多主體應急決策知識庫構建模塊圍繞各主體應急管理需求,基于不同海洋災害事件各主體的應急預案和典型歷史案例,通過數據收集、知識抽取、知識融合、知識存儲等過程,構建多主體應急決策知識庫,為海洋災害決策分析模型構建和情景推演提供知識支撐。1.6.3決策方案匹配方法模塊基于知識圖譜對服務對象和拓撲關系進行知識檢索或推理,提取災害事件多主體協(xié)同方案所需信息,基于各個主體關鍵節(jié)點的屬性信息,提出區(qū)域性協(xié)同調度決策方案匹配方法。1.6.4決策方案生成模型模塊基于各主體決策方案和應急處置方案知識要素構成的關系圖譜,構建海洋災害事件應急性對口支援邏輯框架,智能決策模型分別為基于規(guī)則的決策支持和基于關聯(lián)分析的決策模型。1.6.5風險溝通信息傳遞網絡模型構建模塊研究影響海洋環(huán)境安全事件風險信息溝通構成要素,分析信息溝通的演化過程,研究構建風險溝通信息的傳遞網絡模型,首先研究風險信息在基層中的擴散動力機制,其次研究影響風險信息傳遞的構建特性,以及在基層中建立起快速的風險信息的傳遞機制,使基層及時發(fā)現和處理海洋環(huán)境安全風險信息。1.6.6風險信息溝通影響因素分析模塊按照海洋災害事件的特點,從信息敏感度、風險感知、數據關系需求、信息發(fā)布渠道、溝通對象等角度開展分析信息溝通影響因素分析。1.6.7風險溝通信息模型構建模塊圍繞海洋環(huán)境安全風險信息的傳播形式、控制、篩選等要素,構建多主體之間海洋災害事件風險溝通信息模型,并進行面向基層精細化服務的風險溝通信息數字模擬,提供具有針對性的風險溝通模型方法。1.6.8堤頂道路越浪漫堤應對情景構建模塊針對沿海社區(qū),以沿海社區(qū)群眾、養(yǎng)殖戶企業(yè)、游客和管理部門為多主體協(xié)同應對服務對象,開展堤頂道路越浪漫堤應對關鍵情景要素分析及情景構建,關鍵情景要素主要包括越浪量、堤前水位、海提類型、潰口規(guī)模、漫堤淹沒區(qū)域等。1.6.9淹沒區(qū)人員轉移情景構建模塊針對沿海社區(qū),以沿海社區(qū)群眾、養(yǎng)殖戶企業(yè)、游客和管理部門為多主體協(xié)同應對服務對象,開展淹沒區(qū)人員轉移關鍵情景要素分析及情景構建,關鍵情景要素主要包括淹沒區(qū)面積、人口數量、避難點、轉移方式、轉移路線等。1.6.10日常預防演練情景構建模塊針對沿海社區(qū),以沿海社區(qū)群眾、養(yǎng)殖戶企業(yè)、游客和管理部門為多主體協(xié)同應對服務對象,開展日常預防演練關鍵情景要素分析及情景構建,關鍵情景要素主要包括演練地點、疏散路線、疏散人數、疏散時間、移動速度、車輛數量等。1.6.11臺風期碼頭作業(yè)情景構建模塊針對港口碼頭區(qū)域,以企業(yè)和管理部門為多主體協(xié)同應對服務對象,開展臺風期碼頭作業(yè)情景要素分析及情景構建,關鍵情景要素主要包括臺風等級、風暴潮等級、運輸資源、避風港等。1.6.12生態(tài)保護區(qū)赤潮/大型藻藻華災害應對情景構建模塊針對生態(tài)保護區(qū)域,以生態(tài)保護區(qū)管理部門和游客為多主體協(xié)同應對服務對象,開展生態(tài)保護區(qū)赤潮/大型藻藻華災害應對情景要素分析及情景構建,關鍵情景要素主要包括浮游植物繁殖速度、漁場、洋流方向、打撈船、圍欄等。1.6.13生態(tài)保護區(qū)溢油污染應對情景構建模塊針對生態(tài)保護區(qū)域,以生態(tài)保護區(qū)管理部門和游客為多主體協(xié)同應對服務對象,開展生態(tài)保護區(qū)溢油污染應對情景要素分析及情景構建,關鍵情景要素主要包括溢油規(guī)模、溢油擴散速度、清污船只、圍油欄等應急資源。1.6.14應急決策中博弈問題分析由于事故在不同的發(fā)展階段所造成的影響不同,所以當事故的態(tài)勢發(fā)生改變后,相應的決策也應及時隨之發(fā)生改變。參考序貫博弈理論對這一問題進行分析,構建海洋災害應急決策中序貫博弈分析模塊,使得決策的最終期望效用最大即事故影響可控。1.7海洋災害推演仿真子系統(tǒng)研究精細化的敏感區(qū)域海洋環(huán)境背景場快速構建及面向社區(qū)場景的海堤越浪精細化淹沒仿真技術,開展面向多敏感區(qū)域的多事件、多主體協(xié)同應對情景規(guī)劃研究,構建多主體協(xié)同應對情景推演系統(tǒng),用于相關領導(涉海部委、地方)等開展日常桌面推演提供技術支撐。海洋災害推演仿真子系統(tǒng)基于數字孿生技術,以風暴潮、溢油等海洋災害為例,開展災害事件鏈和情景元設計構建、情景推演及風險評估等模塊開發(fā)。1.7.1臺風風暴潮情景元設計構建模塊聚焦臺風風暴潮災害,通過明確其發(fā)生時間、周邊地形地貌、環(huán)境條件、旅游景區(qū)、人員分布、建筑設施、停車場布局以及工廠位置等關鍵承災體信息,從而構建起完整而細致的情景元體系。包括臺風風暴潮災害情景數據輸入、臺風風暴潮災害情景元素設計、臺風風暴潮災害情景元模型構建、臺風風暴潮災害情景元模型輸出等功能。1.7.2溢油情景元設計構建模塊聚焦溢油災害,通過明確其發(fā)生時間、具體位置、海水溫鹽流信息、氣象信息,以及周邊養(yǎng)殖區(qū)、海島、保護區(qū)、港口、航道、船舶等關鍵承災體信息,從而構建起完整而細致的情景元體系。包括溢油災害情景元素數據輸入、溢油災害情景元素設計、溢油災害情景元模型構建、溢油災害情景元模型輸出等功能。1.7.3赤潮情景元設計構建模塊聚焦赤潮災害,通過明確其發(fā)生時間和區(qū)域、周邊海域海水質量、海洋流場,以及周邊海水養(yǎng)殖區(qū)、海洋保護區(qū)、漁船漁港等關鍵承災體信息,從而構建起完整而細致的情景元體系。包括赤潮災害情景元素數據輸入、赤潮災害情景元素設計、赤潮災害情景元模型構建、赤潮災害情景元模型輸出等功能。1.7.4災害情景元接口封裝模塊實現臺風風暴潮、赤潮、溢油等災害情景元接口封裝及導出功能。包括情景元接口構建、情景元列表、接口匹配、數字編碼、接口封裝、封裝列表、導出等功能。1.7.5災害情景元可視化表達模塊實現臺風風暴潮、赤潮、溢油等災害情景元可視化表達。包括情景元矢量化表達、情景元查詢輸入、情景元查詢結果輸出、情景元匹配、情景元終端顯示等功能。1.7.6臺風風暴潮災害事件鏈構建與可視化模塊聚焦臺風風暴潮災害,構建全面而細致的事件鏈模型,并對其進行形式化表達,以便更好地理解和應對這些復雜而多變的災害。包括臺風風暴潮災害信息收集、臺風風暴潮災害信息篩選、臺風風暴潮災害數據挖掘、臺風風暴潮災害數據干擾過濾、臺風風暴潮災害事件要素選取、臺風風暴潮災害事件過程分析、臺風風暴潮災害事件過程表達、臺風風暴潮災害事件過程構建、臺風風暴潮事件鏈因果分析、臺風風暴潮災害單結果事件鏈生成、臺風風暴潮災害多結果事件鏈生成、臺風風暴潮災害事件鏈輸出、臺風風暴潮災害事件鏈形式化表達等功能。1.7.7赤潮災害事件鏈構建與可視化模塊聚焦赤潮災害,構建全面而細致的事件鏈模型,并對其進行形式化表達,以便更好地理解和應對這些復雜而多變的災害。包括赤潮災害信息收集、赤潮災害信息篩選、赤潮災害數據挖掘、赤潮災害數據干擾過濾、赤潮災害事件要素選取、赤潮災害事件過程分析、赤潮災害事件過程表達、赤潮災害事件過程構建、赤潮事件鏈因果分析、赤潮鏈式單結果事件鏈生成、赤潮鏈式多結果事件鏈生成、赤潮事件鏈輸出、赤潮形式化表達等功能。1.7.8溢油事件鏈構建與可視化模塊聚焦溢油災害,構建全面而細致的事件鏈模型,并對其進行形式化表達,以便更好地理解和應對這些復雜而多變的災害。包括溢油災害信息收集、溢油災害信息篩選、溢油災害數據挖掘、溢油災害數據干擾過濾、溢油災害事件要素選取、溢油災害事件過程分析、溢油災害事件過程表達、溢油災害事件過程構建、溢油事件鏈因果分析、溢油鏈式單結果事件鏈生成、溢油鏈式多結果事件鏈生成、溢油事件鏈輸出、溢油形式化表達等功能。1.7.9災害事件鏈節(jié)點參數管理模塊實現臺風風暴潮、赤潮、溢油等災害事件鏈節(jié)點參數管理,包括增加、刪除、修改、查詢等功能。包括災害事件鏈節(jié)點參數列表、災害事件鏈節(jié)點參數增加、災害事件鏈節(jié)點參數刪除、災害事件鏈節(jié)點參數修改、災害事件鏈節(jié)點參數查詢、災害事件鏈節(jié)點參數導出等功能。1.7.10災害事件鏈接口封裝模塊實現臺風風暴潮、赤潮、溢油等災害事件鏈節(jié)點封裝及導出功能。包括災害事件鏈接口構建、災害事件鏈列表、接口匹配、數字編碼、接口封裝、封裝列表、導出等功能。1.7.11越浪參數輸入模塊研發(fā)越浪參數輸入模塊,實現越浪位置、越浪量、淹沒范圍等參數輸入解析。1.7.12越浪淹沒影響仿真可視化建模模塊研發(fā)越浪淹沒影響仿真可視化建模模塊,實現參數輸入、越浪淹沒影響計算、越浪淹沒影響仿真可視化模型構建、模型輸出等功能。1.7.13越浪淹沒影響仿真實現越浪淹沒影響仿真可視化模型制作及實現,支持按照時間、越浪位置及越浪量動態(tài)調整仿真。1.7.14多事件耦合情景表達模塊研發(fā)多事件耦合情景表達模塊,實現衍生事件情景元素調取、次衍生事件情景元素調取、多事件耦合情景表達、推演結果輸出等功能。1.7.15災害情景構建模塊根據不同的應用場景和需求,實現災中實時情景、歷史情景以及演練假設情景的構建。在災中實時情景構建中,模塊利用實時數據和監(jiān)測信息,構建出當前災害的實際情況,包括災害發(fā)生的地點、范圍、影響程度等。包括災害信息輸入、臺風風暴潮災中實時情景構建、臺風風暴潮災中實時情景輸出、臺風風暴潮歷史情景構建、臺風風暴潮歷史情景輸出、臺風風暴潮演練假設情景構建、臺風風暴潮演練假設情景輸出、赤潮災中實時情景構建、赤潮災中實時情景輸出、赤潮歷史情景構建、赤潮歷史情景輸出、赤潮演練假設情景構建、赤潮演練假設情景輸出、溢油災中實時情景構建、溢油災中實時情景輸出、溢油歷史情景構建、溢油歷史情景輸出、溢油演練假設情景構建、溢油演練假設情景輸出、災害情景分析結果輸入等功能。1.7.16災害情景推演模塊構建基于多智能體的多主體協(xié)同應對情景規(guī)劃技術和情景推演模型,研發(fā)多主體協(xié)同應對智能決策模型與推演仿真模塊,為海洋環(huán)境安全事件多主體協(xié)同應對決策提供技術支撐。包括臺風風暴潮災害事件鏈綜合風險分析、臺風風暴潮災害風險計算、臺風風暴潮災害風險輸出、臺風風暴潮危險等級計算、臺風風暴潮危險等級輸出、臺風風暴潮次生衍生事件分析結果生成、臺風風暴潮應急處置方案推薦生成、臺風風暴潮應急處置方案推薦輸出、赤潮災害事件鏈綜合風險分析、赤潮災害風險計算、赤潮災害風險輸出、赤潮危險等級計算、赤潮危險等級輸出、赤潮次生衍生事件分析結果生成、赤潮應急處置方案推薦生成、赤潮應急處置方案推薦輸出、溢油災害事件鏈綜合風險分析、溢油災害風險計算、溢油災害風險輸出、溢油危險等級計算、溢油危險等級輸出、溢油次生衍生事件分析結果生成、溢油應急處置方案推薦生成、溢油應急處置方案推薦輸出等功能。1.7.17災害情景可視化模塊將情景要素、情景分析結果以及事件鏈綜合風險分析結果進行可視化展示。包括災害情景分析結果輸入、臺風風暴潮情景要素可視化展示、臺風風暴潮情景分析結果可視化、臺風風暴潮事件鏈綜合風險分析結果可視化、赤潮情景要素可視化展示、赤潮情景分析結果可視化、赤潮事件鏈綜合風險分析結果可視化、溢油情景要素可視化展示、溢油情景分析結果可視化、溢油事件鏈綜合風險分析結果可視化、災害情景可視化結果輸出等功能。1.8海洋數字孿生平臺子系統(tǒng)利用數字化虛擬仿真技術,構建海洋數字孿生平臺子系統(tǒng),集成海洋水體環(huán)境、海底地形環(huán)境、海上觀監(jiān)測設備、海洋承災體和災害推演仿真系統(tǒng),仿真模擬風暴潮、赤潮、臺風等典型海洋現象,以及研發(fā)海洋高維空間孿生引擎、海洋高維空間可視化工具集和人機交互配置功能,實現洋數據高維度處理服務、交互能力,大幅提升海域動態(tài)監(jiān)測可視化能力。1.8.1海洋仿真和決策功能集成1.8.1.1海洋水體環(huán)境仿真集成模塊研發(fā)海洋水體環(huán)境仿真集成模塊,實現海洋水體環(huán)境仿真在海洋數字孿生平臺集成展示,包括海洋溫度模擬仿真集成、海洋鹽度模擬仿真集成、海面高模擬仿真集成、海流模擬仿真集成、潮汐模擬仿真集成、潮流模擬仿真集成等。1.8.1.2海洋地形環(huán)境仿真集成模塊研發(fā)海洋地形環(huán)境仿真集成模塊,實現海洋地形環(huán)境仿真在海洋數字孿生平臺集成展示,包括海底地形仿真模型集成、海底地形特效集成等。1.8.1.3海洋觀監(jiān)測設備仿真集成模塊研發(fā)海洋觀監(jiān)測設備仿真集成模塊,實現海洋觀監(jiān)測設備仿真功能在海洋數字孿生平臺集成展示,包括海洋地面網仿真模擬集成、海上無線通信網仿真模擬集成、浮標數字仿真集成、海洋觀測站數字仿真集成、岸基雷達數字仿真集成、無人機監(jiān)測仿真模擬集成、無人艇監(jiān)測模擬集成、水下滑翔機模擬集成、潛標仿真模擬集成、海床基觀測設備數字仿真集成、應急指揮車數字模擬集成、觀監(jiān)測設備數字孿生集成、海洋觀監(jiān)測設備集成管理和海洋觀監(jiān)測設備集成配置等功能。1.8.1.4海洋承災體仿真集成模塊研發(fā)海洋承災體集成模塊,實現海洋承災體仿真功能在海洋數字孿生平臺集成展示,包括港口設施仿真模擬集成功能、碼頭仿真模擬集成功能、有居民海島模擬仿真集成功能、無居民海島模擬仿真集成功能、沿海社區(qū)仿真模擬集成功能、沿海學校仿真模擬集成功能、沿海工廠仿真模擬集成功能、沿海醫(yī)院仿真模擬集成功能、提防仿真模擬集成功能、核電站可視化集成功能、海上船舶可視化集成功能、油氣平臺可視化集成功能、航道可視化集成功能、錨地可視化集成功能、生態(tài)保護區(qū)可視化集成功能、養(yǎng)殖區(qū)可視化集成功能、電力工業(yè)用?？梢暬晒δ?、濱海旅游區(qū)可視化集成功能、船舶工業(yè)用?？梢暬晒δ?、路橋用?？梢暬晒δ堋⒑５纂娎|可視化集成功能、國際光纜可視化集成功能、海底管道可視化集成功能、其他用?？梢暬晒δ?、海洋承災體集成管理和海洋承災體集成配置功能等。1.8.1.5海洋災害推演仿真集成模塊研發(fā)海洋災害推演仿真集成模塊,集成海洋災害決策分析模型和海洋災害推演仿真功能在海洋數字孿生平臺集成展示,包括臺風場景推演仿真集成、溢油場景推演仿真集成、赤潮推演仿真推演集成等功能。1.8.1.6海洋虛擬仿真功能疊加模塊研發(fā)海洋虛擬仿真功能疊加模塊,開展海洋虛擬仿真功能疊加集成展示,實現海洋水體環(huán)境、地形、承災體、觀監(jiān)測設備等仿真模型相互疊加綜合展示。包括環(huán)境仿真模型與虛擬背景場疊加功能、環(huán)境多要素模型綜合疊加功能、地形影像數據三維虛擬仿真場景模擬功能。1.8.2典型海洋現象仿真模擬1.8.2.1風暴潮場景模擬模塊針對海洋風暴潮的時空特征,基于淺水方程、光滑粒子流體動力學方程等流體模型,開展風暴潮典型海洋現象的仿真,接入風暴潮典型海洋現象的數據,數據驅動粒子在在三維場景中移動呈現及過程時步推演。1.8.2.2巨浪場景模擬模塊對災害性海浪的波形、波高、波速等特征開展動態(tài)呈現仿真。對其形態(tài)、動態(tài)變化以及與其他海洋要素的相互作用進行精細表達。1.8.2.3赤潮場景模擬模塊對赤潮災害發(fā)生時的水溫、鹽度、海水顏色等要素構建出高逼真的赤潮三維模型。呈現出赤潮的發(fā)生、發(fā)展和消散過程,以及赤潮生物在海洋環(huán)境中的分布和變化。1.8.2.4臺風場景模擬模塊三維展示臺風風場、海洋流場的三維動態(tài)效果；模擬仿真三維空間的氣溫、海溫、云等要素；支持時間進度控制；支持全場景漫游；支持不同維度的剖面展示；支持任意劃線的剖面展示,支持剖面再次生成粒子流效果。1.8.2.5漫堤場景模擬模塊集成淹水預警報算法模型,實現對水淹災害場景模擬分析,重現水位上漲海水淹沒近岸的場景及退水過程,對淹沒水深和范圍動態(tài)變化進行仿真模擬及示警。簡易淹沒分析:一鍵模擬水位上漲海水淹沒近岸的場景,水位緩慢上升,根據水位與地形匹配計算淹沒范圍和深度。潮位數據淹沒分析:接入潮位站數據,呈現風暴潮導致的海水淹沒近岸的場景。1.8.2.6典型海洋現象動態(tài)監(jiān)測與影響分析模塊集成風暴潮場景、臺風和淹水等場景,實現在場景中控制風暴潮或臺風的的各種配置例如風速和高度與控制的模擬效果啟停,模擬臺風的生成、發(fā)展和移動過程。受風暴潮導致的海水淹沒近岸所產生的水漫效果符合流體力學,杜絕憑空漲水現象。實時渲染仿真可視化風、浪、流、云、雨等,支持分要素、分層、分級展示海洋于大氣的狀態(tài),并按需求查看相關屬性,展示臺風過境時的變化,包括海浪的起伏、海水的流動、海洋生物的反應、近海船舶的實時位置等,模擬臺風對沿海地區(qū)的影響。疊加承災體、地、樓、房、權、人等數據,開展海洋災害對區(qū)域交通、重點防護對象及社區(qū)人群影響分析。1.8.3海洋高維空間可視化工具集1.8.3.1環(huán)境數據高維度處理工具模塊對海洋模式、大氣模式以及再分析數據進行無損解析處理,發(fā)布成統(tǒng)一的數據格式并統(tǒng)一存儲管理,支持的數據格式包括但不限于netCDF、HDF、HDF5。2.8.3.2監(jiān)測設施高維度處理工具模塊對其他海洋領域常用數據進行一鍵批量處理,發(fā)布成統(tǒng)一的數據格式并統(tǒng)一存儲管理,數據主要來源于海洋行業(yè)的專業(yè)儀器獲取的數據或是經過人為處理加工的數據,支持的數據格式包括但不限于txt、csv、ascii。1.8.3.3三維模型高維度處理工具模塊對3DSMax模型數據、BIM模型數據、UE(UnrealEngine)工程模型數據等三維工程模型數據進行一鍵輕量化處理,發(fā)布成一個整體統(tǒng)一格式的三維模型數據并統(tǒng)一存儲管理,支持的數據格式包括但不限于xml\max\fbx\Datasmith\rvt\dgn\skp\ifc\pmodel\CATProduct\nwd\3dxml\ArchiCAD\SolidWorks。1.8.3.4多源異構數據融合處理工具模塊將多源異構數據進行批量導入、融合處理,場景組裝并保存為統(tǒng)一的工程文件格式便于增刪改查和存儲管理。1.8.3.5近岸模式數據融合處理工具模塊解決低比例尺下的中觀維度呈現,實現近岸模式下,對海洋多維觀測數據及監(jiān)測、預警預測預報模型輸出數據的高效提取與表達。1.8.3.6海洋模式數據融合處理工具模塊對大面積、大范圍、大體量的數據采用海洋模式,實現地球維度下的海洋場景標量場如溫度、鹽度；矢量場海洋洋流,大氣風場粒子的可視化繪制呈現。1.8.4海洋高維空間孿生引擎1.8.4.1數據加載模塊預加載地形數字底板,支持加載經數據轉換后統(tǒng)一格式的數據、支持加載網絡API圖層、支持加載空間數據庫數據,加載進海洋孿生平臺形成數據圖層。接入規(guī)自局時空基礎數據或Mapbox(衛(wèi)星、街景等),作為二維地圖底圖。支持接入溫、濕、壓等標量要素數據,進行多維可視化表達,支持分層級、分要素查看。接入數值預報模式的風、浪、流等矢量要素數據,進行多維可視化表達,支持分層級、分要素查看,支持三維矢量的動態(tài)效果展示,支持參數化配置模擬仿真效果。1.8.4.2數據渲染模塊對加載的數據進行模擬仿真,將多種數據進行融合處理,形成一個整體的三維場景；對二維數據、三維模型元素數據等進行在線可視化渲染,包括顏色配置、透明度設置、細度設置、顯隱設置、上下移動設置等,滿足實時預覽數據信息的需要。1.8.4.3圖層管理模塊支持圖層顯隱控制、加載、刪除、重命名、按圖層名進行數據查詢、圖層屬性的編輯等,包括支持對圖層進行平移、旋轉、縮放操作。圖層數據來源包括經數據轉換后統(tǒng)一的資源、網絡接口數據等。1.8.4.4環(huán)境效果設置模塊支持對三維場景進行物理環(huán)境效果設置,包括時間、太陽、月亮、云、霧氣、天氣、海洋。每種環(huán)境效果均可進行更加細致的調試,以達到用戶想要的環(huán)境效果。1.8.4.5體剖切模塊支持對圖層自定義矩形框選后生成立體三維,顯示三維動態(tài)風場、流場和柵格圖像(可隨時間變化),配置獨立時間軸,立體三維支持前后左右上下推進式查看剖面柵格圖,并可進一步生成流場動態(tài)圖,考慮前端框選生成效率,支持預置矩形范圍。1.8.4.6場景發(fā)布模塊將搭建好的場景發(fā)布成桌面端、大屏端和移動端。并將典型的海洋仿真場景發(fā)布制作成導覽模式。1.8.4.7通用工具箱模塊測量功能、剖切功能、傾斜模型壓平和挖洞功能、截圖功能、視頻投射功能。高級分析功能,包括可視域分析、天際線分析、水淹分析、日照分析、通視分析、開敞度分析、填挖方分析、坡度坡向分析、等高線分析。查詢功能,支持點選場景模型對象,查看模型屬性,獨立查看模型多維結構,模型拆解。通用數據轉換工具箱,支持海洋行業(yè)常用的數據格式之間的互相轉換,支持將位勢高度和Sigma層的模式數據轉換成海拔高度數據。1.8.5高維空間可視化場景編輯高維空間可視化場景編輯模塊包括云渲染、二次開發(fā)、場景工程管理、場景資源庫、場景編輯等功能。1.8.5.1場景工程管理模塊支持自定義新建三維場景工程,支持直接或間接導入多源異構空間數據,包括但不限于柵格數據、矢量數據、BIM數據、手工模型數據、工業(yè)模型數據、激光點云數據、傾斜攝影數據、UE場景數據、投影文件(PRJ)。支持接入常見的空間數據服務,包括但不限于3DTiles、WMTS服務。支持對經孿生數據治理模塊統(tǒng)一處理的數據進行加載渲染。支持自動化對經孿生數據治理模塊統(tǒng)一處理的數據實時加載。實現對所有加載場景數據的融合,使之成為一個生態(tài)整體。1.8.5.2場景資源庫模塊動態(tài)水、船舶庫、海洋行業(yè)常用儀器資源庫、海洋地形地貌庫(包括石頭、沙灘、礁石、珊瑚礁、海底火山、海堤不少于10種地形地貌模型,支持一鍵拖拽資源庫模型到場景中進行布置)、材質庫、海藻珊瑚資源庫(支持內置豐富多樣的海藻珊瑚模型資源庫,包括的主要藻類和特色珊瑚類型,例如蠣菜、脆枝果胞藻、翼形薔薇珊瑚、麥狀薔薇珊瑚、多孔同星珊瑚、叢生盔形珊瑚、標準蜂巢珊瑚、指形鹿角珊瑚不少于10種海藻珊瑚模型)。支持在場景中便捷的放置模型,支持多種繪制模式(點、線段和畫刷)。支持導入xml文件向場景中添加已經制作好的植被,支持導出在場景中布置好的植被數據為xml。1.8.5.3場景編輯模塊支持圖層顯隱控制、刪除、重命名、按圖層名進行數據查詢、圖層屬性的編輯等,包括支持對圖層進行平移、旋轉、縮放操作。支持對圖層對象進行位置(xyz)、旋轉(xyz)和縮放(xyz)設輸入值進行變換設置或手動拖拽坐標軸進行變換設置。支持對圖層對象樣式進行設置,包括特效設置(X光、純色、水晶體、暗黑)、顏色、飽和度、亮度、對比度和對比度基準設置。支持對圖層對象進行剖切、碰撞設置、可見性設置已經圖層要素查看。支持海洋常見元素的符號化渲染和參數化渲染仿真,包括但不限于風、海浪、海流、大氣溫度、氣壓、海溫、鹽度、云、霧、潮位、強降水、大氣輻射和葉綠素濃度。1.8.5.4場景交互模塊支持通過鼠標和鍵盤對三維場景進行操作,鼠標實現拖拽、旋轉、滾輪縮放、自動拉近/遠鏡頭、指北恢復等操作。支持設置不同的視圖模式,包含:頂視圖、底視圖、左視圖、右視圖、前視圖、后視圖。支持雙屏對比、三屏對比等分屏對比。支持多種交互方式,包括第一人稱視角、第三人稱視角、無人機視角、自由漫游視角、中心漫游視角和地圖模式。1.8.5.5系統(tǒng)設置模塊支持對場景控制進行全局預設。支持對場景進行整體后期調色進行全局預設。支持對相機進行全景預設。支持對工程進行全局預設。支持對導覽模塊進行全局預設。支持對地圖模式進行全景預設。1.8.5.6云渲染模塊高速渲染,支持GPU加速等高速渲染能力,實現大數據的秒級渲染。實時渲染,支持實時調用GPU等相關資源實時渲染。1.8.5.7二次開發(fā)模塊打造海洋專有的數字孿生引擎,并支持二次開發(fā)。孿生場景編輯模塊、孿生場景渲染模塊里面的各項功能,接口規(guī)范統(tǒng)一,方便調用,交互友好。支持將孿生場景云渲染模塊發(fā)布的云渲染服務進行二次加工,開發(fā)出由前端數據可視化組件和后端三維場景組合交互的可視化應用平臺。1.8.6人機交互集成與配置借助