發(fā)布時(shí)間：2017-08-05 00:08

  本文關(guān)鍵詞：基于三維場(chǎng)景的電力大數(shù)據(jù)快速可視化分析模型研究

  更多相關(guān)文章： 可視化 虛擬現(xiàn)實(shí) 大數(shù)據(jù) 超級(jí)計(jì)算

【摘要】：可視化方法一直是用于展現(xiàn)和分析數(shù)據(jù)的重要手段。研究表明,人類從外界獲取的信息有80%以上來(lái)自于視覺(jué)系統(tǒng)。當(dāng)數(shù)據(jù)以直觀的圖形形式展現(xiàn)時(shí),用戶能夠立刻知悉圖形所表達(dá)的數(shù)據(jù)背后隱藏的信息,并迅速轉(zhuǎn)化為知識(shí)。在大數(shù)據(jù)時(shí)代,由于數(shù)據(jù)量激增、數(shù)據(jù)維度增大,傳統(tǒng)可視化方法已經(jīng)不再直觀。鑒于傳統(tǒng)二維可視化方法事實(shí)上是N維數(shù)據(jù)的二維投影,對(duì)于大數(shù)據(jù)而言,傳統(tǒng)的維度扁平化可視化方法會(huì)使得過(guò)多維度壓縮到平面上,丟失了維度自身的空間信息,無(wú)法有效地體現(xiàn)數(shù)據(jù)特征。電力大數(shù)據(jù)不同于其它類別大數(shù)據(jù)之處在于其具有典型的空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),離散化的數(shù)據(jù)一般均可對(duì)應(yīng)到三維空間的電力設(shè)備上去。本文由此提出一種新概念:基于三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的電力大數(shù)據(jù)可視化分析,以三維場(chǎng)景為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與可視化工作。在以三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景為基礎(chǔ)的環(huán)境下,數(shù)據(jù)的空間特性、數(shù)據(jù)之間的空間相關(guān)性能夠得到直觀展現(xiàn),有利于實(shí)現(xiàn)快速人機(jī)交互。基于這種整合電力大數(shù)據(jù)分析與可視化的思想,本文首先提出了基于三維場(chǎng)景的電力大數(shù)據(jù)快速可視化分析模型,設(shè)計(jì)若干層次以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)、引擎、計(jì)算、控制、存儲(chǔ)的抽象,將以往分離的電力數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)挖掘與分析、數(shù)據(jù)可視化整合到同一平臺(tái)中;其次,針對(duì)模型中的大規(guī)模三維場(chǎng)景的實(shí)時(shí)渲染問(wèn)題,分別設(shè)計(jì)了高效可見(jiàn)性剔除方法和多分辨率快速渲染方法,用以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)環(huán)境下電力系統(tǒng)三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的快速構(gòu)建與渲染。其中,可見(jiàn)性剔除方法針對(duì)場(chǎng)景組織問(wèn)題,對(duì)大規(guī)模場(chǎng)景采用八叉樹(shù)組織場(chǎng)景圖結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)快速實(shí)時(shí)的遮擋剔除,高效減少進(jìn)入渲染管線的數(shù)據(jù)量;多分辨率快速渲染方法針對(duì)模型復(fù)雜度問(wèn)題,基于細(xì)節(jié)層次思想提出權(quán)重函數(shù)算法,對(duì)組成模型的基本元素計(jì)算綜合權(quán)重確定簡(jiǎn)化順序,從而實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)的、動(dòng)態(tài)的、可無(wú)損重建的模型簡(jiǎn)化方法,用以完成三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中模型復(fù)雜度的有效約減;最后,通過(guò)某變電站的變壓器油色譜數(shù)據(jù)可視化分析實(shí)例驗(yàn)證本文提出的模型和方法有效。實(shí)例驗(yàn)證表明,本文設(shè)計(jì)的以三維場(chǎng)景為中心的電力大數(shù)據(jù)快速可視化分析模型符合電力企業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的業(yè)務(wù)需求,符合用戶視覺(jué)對(duì)于加強(qiáng)理解數(shù)據(jù)的交互需求,增強(qiáng)了人機(jī)交互效率、提高了可視化分析工作的效率。其中,快速可見(jiàn)性剔除方法在處理大數(shù)據(jù)環(huán)境下的電力系統(tǒng)大規(guī)模三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景時(shí)達(dá)到較高的效率,多分辨率快速渲染方法較好地保持電力設(shè)備模型外觀不產(chǎn)生較大形變。
【關(guān)鍵詞】：可視化 虛擬現(xiàn)實(shí) 大數(shù)據(jù) 超級(jí)計(jì)算
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 課題背景及研究的目的與意義11-12
• 1.2 電力大數(shù)據(jù)可視化分析研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本課題主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)與章節(jié)安排15-16
• 第2章 大數(shù)據(jù)可視化分析原理與技術(shù)概述16-24
• 2.1 可視化基本原理與技術(shù)16-19
• 2.1.1 GPU架構(gòu)與圖形渲染管線16-17
• 2.1.2 圖形數(shù)據(jù)約減方法17-18
• 2.1.3 通用圖形接口OpenGL18-19
• 2.2 并行計(jì)算基本原理與技術(shù)19-23
• 2.2.1 超級(jí)計(jì)算20-21
• 2.2.2 大數(shù)據(jù)基本原理與技術(shù)21-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第3章 電力大數(shù)據(jù)快速可視化分析模型設(shè)計(jì)24-31
• 3.1 可視化分析任務(wù)處理流程24-25
• 3.2 層次化的大數(shù)據(jù)可視化分析架構(gòu)25-27
• 3.3 并行計(jì)算策略設(shè)計(jì)27-29
• 3.4 快速可視化引擎設(shè)計(jì)29-30
• 3.4.1 大規(guī)模三維場(chǎng)景高效遮擋剔除方法30
• 3.4.2 大規(guī)模三維場(chǎng)景快速模型約減方法30
• 3.5 本章小結(jié)30-31
• 第4章 大規(guī)模三維場(chǎng)景高效遮擋剔除方法31-40
• 4.1 場(chǎng)景管理與可見(jiàn)性剔除方法概述31-34
• 4.1.1 場(chǎng)景圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)31-32
• 4.1.2 可見(jiàn)性剔除問(wèn)題32-34
• 4.2 基于松散八叉樹(shù)的場(chǎng)景圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)34
• 4.3 基于Halton序列的隨機(jī)射線遮擋剔除算法34-37
• 4.3.1 Halton序列35
• 4.3.2 隨機(jī)射線生成與查詢算法35-37
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析37-39
• 4.4.1 松散八叉樹(shù)場(chǎng)景圖結(jié)構(gòu)均衡性37
• 4.4.2 基于Halton序列的隨機(jī)射線遮擋剔除算法效率37-39
• 4.5 本章小結(jié)39-40
• 第5章 大規(guī)模三維場(chǎng)景模型快速約減方法40-49
• 5.1 LOD方法概述40-41
• 5.2 基于LOD權(quán)重函數(shù)的模型簡(jiǎn)化算法41-43
• 5.2.1 權(quán)重函數(shù)方法簡(jiǎn)介41
• 5.2.2 本文LOD算法設(shè)計(jì)41-43
• 5.3 模型漸進(jìn)簡(jiǎn)化與重建算法43-45
• 5.3.1 邊收縮策略43-44
• 5.3.2 漸進(jìn)簡(jiǎn)化與重建44-45
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析45-48
• 5.5 本章小結(jié)48-49
• 第6章 變壓器油色譜數(shù)據(jù)可視化實(shí)例分析49-55
• 6.1 可視化分析任務(wù)處理流程49
• 6.2 數(shù)據(jù)挖掘與分析49-52
• 6.3 結(jié)果集可視化52-53
• 6.4 三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景與數(shù)據(jù)集成53-54
• 6.5 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果61-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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本文編號(hào)：622336