在城市中,空氣污染物的主要來源是機(jī)動(dòng)車尾氣,探求城市機(jī)動(dòng)車尾氣擴(kuò)散規(guī)律并積極尋求改善措施已成為許多城市迫在眉睫的問題。目前對(duì)機(jī)動(dòng)車尾氣擴(kuò)散模擬的研究較多,但對(duì)擴(kuò)散過程建模和體視化分析的研究較少。為此,提出了一個(gè)基于3DGIS的機(jī)動(dòng)車尾氣擴(kuò)散建模和可視化框架。首先,在3DGIS中完全整合CALINE4 （California line source dispersion model-4）模型,用連續(xù)場(chǎng)模型表達(dá)動(dòng)態(tài)擴(kuò)散過程,在語義空間建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型表示建筑、道路、樹木以及動(dòng)態(tài)擴(kuò)散過程數(shù)據(jù);其次,采用基于GPU （graphics processing unit）的直接體繪制方法對(duì)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析,重點(diǎn)優(yōu)化梯度計(jì)算、體紋理重采樣和動(dòng)態(tài)插值等關(guān)鍵算法,動(dòng)態(tài)表達(dá)機(jī)動(dòng)車尾氣的擴(kuò)散過程;最后,通過北京地區(qū)一條典型的道路機(jī)動(dòng)車尾氣擴(kuò)散實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)了該方法的可靠性和高效性。 

【文章來源】：武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2020,45(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

耦合3DGIS與CALINE4模型的機(jī)動(dòng)車尾氣擴(kuò)散模擬和可視化框架

CALINE4模型假設(shè)待測(cè)點(diǎn)為原點(diǎn)，風(fēng)向?yàn)閄軸正方向。在道路中心線上，CALINE4模式認(rèn)為污染源是基于無限長(zhǎng)線源模型，在橫風(fēng)向上污染物濃度處處相同，線上的濃度公式為：此外，當(dāng)風(fēng)向和線源不垂直且夾角φ>45°時(shí)，濃度可以修正為：

式中，Vmax、Vmin分別表示場(chǎng)數(shù)據(jù)中的最大和最小污染濃度。在3DGIS中進(jìn)行污染過程模擬，在語義空間建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型表示建筑、道路、樹木以及動(dòng)態(tài)擴(kuò)散過程數(shù)據(jù)。圖4為整合3DGIS和CALINE4模型的數(shù)據(jù)模型，其主要包括：（1）三維建筑和部件模型用不規(guī)則三角網(wǎng)表示建筑模型的幾何結(jié)構(gòu)，紋理表示建筑的表面特征；（2）道路數(shù)據(jù)，如果有矢量數(shù)據(jù)，則直接采用矢量數(shù)據(jù)，也可以從三維道路模型中提取道路的外圍輪廓；（3）氣象數(shù)據(jù)，包括主要風(fēng)向以及太陽高度角等，主要確定擴(kuò)散模型的初始參數(shù)；（4）地形數(shù)據(jù)，和建筑模型一起計(jì)算模型的粗糙度參數(shù)；（5）機(jī)動(dòng)車數(shù)據(jù)主要包括機(jī)動(dòng)車類型以及不同類型車的污染排放量；（6）動(dòng)態(tài)擴(kuò)散濃度場(chǎng)模型，利用時(shí)間序列的體數(shù)據(jù)來表達(dá)動(dòng)態(tài)擴(kuò)散過程。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]基于線源模型的交通大氣污染研究[D]. 史銳.山西大學(xué) 2011
[4]基于三維和時(shí)態(tài)GIS的大氣污染擴(kuò)散模擬系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 歐陽坤.清華大學(xué) 2011
[5]基于紋理映射的三維地震數(shù)據(jù)可視化方法研究[D]. 夏冰心.南京理工大學(xué) 2008
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本文編號(hào)：2977372