本文關(guān)鍵詞：海嘯數(shù)值計(jì)算及符合感知模型的可視化

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【摘要】：目前，關(guān)于海嘯數(shù)值計(jì)算的研究不論從國(guó)內(nèi)還是國(guó)外都已基本成熟，海嘯數(shù)值模型主要基于嵌套網(wǎng)格系統(tǒng)以蛙躍格式有限差分法從時(shí)間上和空間上實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)計(jì)算，從而得到更精確的計(jì)算數(shù)據(jù)。另外，不同海域選取不同的控制方程也是影響數(shù)據(jù)精確度的因素。本文海嘯數(shù)值計(jì)算使用淺水波方程的有限差分方法來(lái)模擬海嘯從產(chǎn)生、傳播到近岸爬坡的整個(gè)全過(guò)程，依據(jù)海嘯波在不同區(qū)域傳播的特點(diǎn)，選用不同分辨率的網(wǎng)格系統(tǒng)和數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)地介紹嵌套網(wǎng)格系統(tǒng)各網(wǎng)格層之間的調(diào)度算法，及海嘯波到達(dá)近岸爬坡時(shí)，海岸線的移動(dòng)。在海嘯數(shù)值模擬的過(guò)程中，我們采用2006年臺(tái)灣海嘯地震7.2級(jí)斷層模型數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，把監(jiān)測(cè)站附近淺水區(qū)作為海嘯波變化的觀測(cè)點(diǎn)，并繪制出隨著時(shí)間變化的水位變化曲線。進(jìn)過(guò)反復(fù)研究與改進(jìn)，得到了更精確的數(shù)據(jù)，便于后期數(shù)據(jù)可視化工作。 隨著海嘯數(shù)值計(jì)算越來(lái)越精確，三維海嘯視景仿真也得到廣泛研究與認(rèn)可。然而，三維海嘯的仿真也有其局限性，主要是面向三維空間信息，如何從多維可視化方法中描述更多的細(xì)節(jié)來(lái)展示海嘯數(shù)據(jù)掩藏的信息成為本課題的研究重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)盡可能多的多維數(shù)據(jù)可視化結(jié)果，從用戶視覺(jué)感知角度上，得到更多實(shí)用價(jià)值性的海嘯相關(guān)信息。 科學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)可視化已經(jīng)廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究的重要方向，而紋理用于數(shù)據(jù)可視化方面并不如紋理用于圖像合成上的成熟，流場(chǎng)可視化只是基于紋理可視化方法的一種實(shí)例，其廣泛使用的可視化方法主要有點(diǎn)噪聲和線積分卷積。然而，流場(chǎng)可視化只是紋理用于數(shù)據(jù)可視化中少之又少的例子。本課題致力于研究多維數(shù)據(jù)可視化方法，將海嘯數(shù)值計(jì)算的多維數(shù)據(jù)用感知紋理模型進(jìn)行可視化，利用紋理特征如方向性、頻率、顏色、對(duì)比度等分別表示矢量數(shù)據(jù)的方向、大小、水位變化，深度變化，用紋理可控參數(shù)控制矢量數(shù)據(jù)的方向性、空間頻率、對(duì)比度等特性，從而得到多維數(shù)據(jù)可視化紋理圖。另外，我們采用條件熵作為度量流場(chǎng)可視化結(jié)果與原始矢量數(shù)據(jù)的相似性的評(píng)價(jià)方法，且用于指導(dǎo)選擇最佳紋理模型參數(shù)值，從而達(dá)到符合人類視覺(jué)感知的最優(yōu)可視化結(jié)果。 在可視化過(guò)程中，本文用若干個(gè)具有方向性的紋理塊來(lái)表示矢量數(shù)據(jù)的方向性，然而紋理塊的方向性破壞了頻譜密度的融合性，，因此產(chǎn)生縫隙問(wèn)題，利用紋理合成quilting算法中的最小誤差路徑思想來(lái)拼接所有的紋理塊，形成一個(gè)代表多維數(shù)據(jù)的紋理大圖。由于每次拼接所選用的紋理塊是由矢量數(shù)據(jù)的位置而定，且不可旋轉(zhuǎn)，這樣有時(shí)會(huì)出現(xiàn)已合成的紋理與所選紋理塊之間存在明顯的特征差異，其拼接的結(jié)果有菱形接縫，本文采用合適的濾波器，可以得到更好的可視化縫合結(jié)果，也更加地符合人類視覺(jué)感知的效果。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P731.25

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

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本文編號(hào)：1279678