三维视景仿真技术作为一种新兴的虚拟现实技术,在水下安防方面具有广阔的应用前景。本文应用三维视景仿真技术,在传统安防技术基础上,将入侵目标物的数据信息可视化,通过视景显示的方式实现对整个海上油田的安防功能,可以使非专业的人员通过三维视景也能对油田的隐患做出准确地判断。水下安防系统以南海流花11-1半潜式平台为安防中心,通过显示安防中心附近海域的动画场景,来实现对平台所处海域场景的监控和安防。对于上述内容本文的主要研究工作如下:对水下安防系统进行构建,构建内容包括水下安防系统的整体布局、物理模型、三维视景界面以及水下安防系统的功能模块。利用三维建模软件建立水下安防系统中采油平台、水下采油树、入侵目标物等模型,并将三维模型导入到三维视景软件中进行渲染、贴图处理,并在采油平台周围布置虚拟的海洋和天空环境来模拟真实的安防环境。根据水下安防系统的硬件需求分析,确定了水下安防系统的硬件方案;根据水下安防系统的软件需求分析,确定了水下安防系统的开发软件。本文研究了安防系统水下目标物的入侵模型,水下目标物的入侵模型包括水下目标物的真实模型和虚拟样机模型。使用滤波和插值等方法对水下目标物的真实数据中的噪声进行处理;对水下目标物的虚拟样机模型受力分析,建立虚拟样机模型的动力学模型,建立相关的控制系统对动力学模型解耦、简化,并使用MATLAB解算微分方程组得出虚拟样机模型的运动规律。确定了水下安防系统功能模块的开发语言、开发环境,基于水下安防系统对数据储存的功能分析,确定了核心数据库和本地数据库的应用软件,利用SQL语言对核心数据库和本地数据库进行开发,设计了储存实时数据和回放数据的数据表。在.NET的开发环境下,使用C#语言并利用TCP/IP通信协议设计和开发了通信模块的服务器和客户端。对水下安防系统进行三维视景仿真测试,确定安防系统的仿真方案,利用水下目标物的虚拟样机模型仿真出的入侵信息来测试水下安防系统的功能。水下安防系统的测试包括核心数据库的通信测试、本地数据库的通信测试以及视景端的三视景仿真测试,对通信过程的实时性和完备性的关键指标进行了定量的仿真结果分析。