【摘要】：孔隙地下水流場可視化是以孔隙地下水為研究對象,將科學(xué)計算可視化技術(shù)應(yīng)用到水文地質(zhì)領(lǐng)域和地下水流場的可視化表達中,屬于矢量場可視化的一種。傳統(tǒng)的可視化方法(如點圖標(biāo)法、流線法等)大多是瞬時狀態(tài)下的靜態(tài)模擬或者是假動態(tài)模擬,不能很好地表達地下水流場的動態(tài)性。而粒子系統(tǒng)被認(rèn)為是迄今以來模擬不規(guī)則動態(tài)模糊物體最為成功的圖形生成算法之一,并得到了廣泛的研究和應(yīng)用。因此本文提出采用粒子系統(tǒng)理論方法,以孔隙地下水為研究對象,研究實現(xiàn)孔隙地下水流場的動態(tài)可視化模擬表達。本文主要的研究工作和成果包括如下四個方面:(1)深入分析了本論文涉及的理論知識和關(guān)鍵技術(shù),并查閱了國內(nèi)外的相關(guān)文獻資料,詳細(xì)總結(jié)了孔隙地下水流場的基本特征及運動過程機理、粒子系統(tǒng)的基本原理及其應(yīng)用情況和地下水流場可視化的研究現(xiàn)狀及存在的不足等問題。(2)通過分析孔隙地下水形成的機理特征和時空屬性變化規(guī)律,基于粒子系統(tǒng)的理論方法構(gòu)建了適用于孔隙地下水流場的粒子系統(tǒng)模型并設(shè)計了流體粒子的相關(guān)屬性,其中包括初始粒子的數(shù)量、粒子的生命周期,以及粒子的形狀透明度等屬性。(3)探討了孔隙地下水流場的粒子流軌跡計算方法和可視化方法。基于研究區(qū)的監(jiān)測井水位數(shù)據(jù),插值得到研究區(qū)水位等值線,并計算得出流體粒子的運動速度,從而可以有規(guī)律地變化更新粒子的位置、速度和生命周期等屬性。在可視化方法研究中,設(shè)計了粒子的大小、透明度和顏色等屬性,同時采用了VTK的紋理貼圖、偽粒子粘度等方法,以增強孔隙地下水流場模擬效果的真實性。(4)基于上述研究成果,以鹽城市的第Ⅲ承壓含水層孔隙地下水為研究對象,采用面向?qū)ο蟮腃++語言和MFC開發(fā)類庫,以Visual Studio 2010為開發(fā)平臺,選用VTK作為渲染引擎和可視化工具,開發(fā)了孔隙地下水流場可視化系統(tǒng),實現(xiàn)了基于粒子系統(tǒng)的孔隙地下水流場的動態(tài)的可視化表達,驗證了粒子系統(tǒng)用于孔隙地下水流場模擬表達的可行性和適用性。
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P641.136
【圖文】：

可視化是利用計算機圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像在逡逑幕上顯示出來，并進行交互處理的理論、方法和技術(shù)，它涵蓋了計算機圖形逡逑學(xué)、計算機輔助設(shè)計和視覺圖像處理等多個領(lǐng)域，并成為研宄數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)逡逑表示和決策分析等問題的綜合技術(shù)（程穎，２００５）。地下水流場可視化將可視逡逑化技術(shù)應(yīng)用到地下水領(lǐng)域和流場可視化表達中，與地下水特征描述、地下水模逡逑型及統(tǒng)計評價方法相結(jié)合。地下水流場可視化研究涉及了計算機圖形學(xué)、水文逡逑地質(zhì)學(xué)、數(shù)學(xué)等多個學(xué)科，研究內(nèi)容包括水文地質(zhì)模型的構(gòu)建、地下水?dāng)?shù)值計逡逑算模擬、流場的可視化繪制和拓?fù)浞治龅榷鄠�方面，將原來抽象的地下水系統(tǒng)逡逑結(jié)構(gòu)及屬性通過可視化的技術(shù)表現(xiàn)為直觀形象的地下水流場空間信息，大大提逡逑高了水文地質(zhì)學(xué)的研[偹�。栽懾蠟V鞒】墑踴�，由釉戦�急攴ê土饗叻ㄥ義系氖縈成涔套釵虻ト菀住⒒嬤撲俁冉峽歟⑶夷芄喚蝦玫胤從辰沂鏡叵洛義纖鞒〉姆植記榭觶哉飭街址椒ǖ撓τ米釵惴�。但是甚r雋街址椒ㄔ諉楨義鮮齜從車叵濾鞒〉畝苑矯嫘Ч喜�，多是瞬时状态下的静态模拟或者是辶x霞俁Ｄ猓ㄏ嗔謔笨痰牧嫻映晌問劍巖遠(yuǎn)憊鄣劐義廈枋雋鞒√卣骱投糶�。辶x

本文編號：2779760