本文關鍵詞：潰壩洪水時空過程三維動態(tài)可視化關鍵技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國現(xiàn)有水庫超過8萬座,其中病險水庫數(shù)量過半,這些病險水庫一旦發(fā)生潰壩,將會對下游地區(qū)居民的生命和財產造成巨大損失。針對病險水庫存在的安全隱患問題,除了需采取除險加固等工程性措施外,研究潰壩洪水時空演進過程與可視化表達方法,分析評估可能對下游地區(qū)帶來的影響也是防洪減災的重要非工程性措施之一。隨著計算機技術的發(fā)展,數(shù)值模擬方法已成為潰壩洪水演進過程研究的主要方法。基于這些數(shù)值模擬方法,國際上出現(xiàn)了一批較成熟的潰壩洪水模擬軟件,這些軟件通過指定潰口參數(shù),計算得到指定位置的流量過程、洪峰出現(xiàn)的時間等信息,但這些軟件對數(shù)值模擬結果的表達、解釋及分析還過于簡單。GIS以其對地理時空數(shù)據的存儲、管理、表達、分析優(yōu)勢可以在潰壩洪水過程模擬的應用中發(fā)揮巨大的作用,但GIS中現(xiàn)有的無源淹沒分析或有源淹沒分析等方法大都忽略了潰壩過程中的物理學與動力學因素,其模擬的時效性、可靠性較差。針對此問題,本文提出將光滑粒子流體動力學(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法引入到GIS對潰壩洪水過程模擬的應用中,把SPH方法產生的海量模擬結果數(shù)據作為GIS的一種新動態(tài)數(shù)據源,研究潰壩洪水過程三維動態(tài)可視化的時空數(shù)據建模、可視化表達及分析等關鍵技術,取得的主要研究成果有:(1)設計了一個潰壩洪水過程動態(tài)可視化的技術方案。首先將流體粒子數(shù)據進行預處理,將流體粒子數(shù)據轉化為流體表面網格數(shù)據;然后將這些流體表面網格數(shù)據及其他一些地理數(shù)據在三維時空數(shù)據模型的基礎上進行時空數(shù)據的建模,得到一個三維時空數(shù)據庫;最后結合三維渲染引擎與可視化技術,實現(xiàn)潰壩洪水時空過程的三維可視化表達與分析。(2)提出了一個潰壩洪水過程的三維時空數(shù)據模型,設計了潰壩洪水過程中多源數(shù)據時空建模的方法流程�；跐魏樗^程模擬中時空數(shù)據的特點和動態(tài)可視化的要求,提出了一個三維時空數(shù)據模型,以面向對象的思想將時空數(shù)據抽象為地理實體,并對地理實體進行分類分層管理。基于該數(shù)據模型,設計了多源數(shù)據時空建模的方法流程。(3)設計并實現(xiàn)了幾種時空數(shù)據可視化表達分析方法。分析并總結了時空數(shù)據動態(tài)可視化的主要特點及目標,闡述了時空篩選的基本思路,并給出了具體的實現(xiàn)方法;基于時空篩選方法,設計并實現(xiàn)了幾種時空數(shù)據可視化表達分析方法。(4)開發(fā)完成了潰壩洪水過程模擬三維可視化系統(tǒng)。系統(tǒng)由三維模型編輯子系統(tǒng)、場景組織子系統(tǒng)、可視化子系統(tǒng)及若干個基礎功能模塊組成,為基于SPH方法的潰壩洪過程可視化表達提供了一個初步的、一體化的技術方案。
【關鍵詞】：潰壩洪水 時空數(shù)據建模 三維動態(tài)可視化
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TV122.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 研究目標和內容13-14
• 1.4 技術方案14-16
• 1.4.1 數(shù)據概括14-15
• 1.4.2 需求分析15
• 1.4.3 技術路線15-16
• 1.5 論文的章節(jié)安排16-18
• 第2章 時空數(shù)據建模技術18-27
• 2.1 三維時空數(shù)據模型18-20
• 2.1.1 地理實體基本結構19
• 2.1.2 地理實體分類19
• 2.1.3 地理實體的分層管理19-20
• 2.2 三維時空數(shù)據庫20-22
• 2.2.1 時間表達20-21
• 2.2.2 三維時空數(shù)據庫21-22
• 2.3 時空數(shù)據建模方法22-27
• 2.3.1 靜態(tài)地理實體建模22-23
• 2.3.2 形變地理實體建模23-25
• 2.3.3 移動地理實體建模25-27
• 第3章 時空數(shù)據動態(tài)可視化技術27-40
• 3.1 基本概念27-28
• 3.1.1 圖形渲染管線27-28
• 3.1.2 視錐體28
• 3.1.3 空間篩選28
• 3.1.4 場景圖形28
• 3.1.5 視口時間28
• 3.2 OpenSceneGraph簡介28-32
• 3.2.1 場景圖形的渲染流程29-30
• 3.2.2 數(shù)據動態(tài)調度30-32
• 3.3 時空數(shù)據的動態(tài)可視化32-37
• 3.3.1 時空數(shù)據動態(tài)可視化的特點32-33
• 3.3.2 時空數(shù)據動態(tài)可視化的目標33
• 3.3.3 時空篩選33-35
• 3.3.4 時空數(shù)據可視化表達35-37
• 3.4 潰壩洪水過程的場景組織37-40
• 第4章 系統(tǒng)設計與應用40-56
• 4.1 系統(tǒng)簡介40-51
• 4.1.1 系統(tǒng)目標與功能40-41
• 4.1.2 系統(tǒng)的體系結構41-51
• 4.2 應用案例51-56
• 4.2.1 壩區(qū)概況51
• 4.2.2 應用目標51-52
• 4.2.3 數(shù)據52
• 4.2.4 技術方案52
• 4.2.5 應用效果52-56
• 結論56-58
• 致謝58-59
• 參考文獻59-62
• 攻讀學位期間取得學術成果62

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前4條

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2 李天文,吳琳,曹穎;基于渭河下游DEM的洪水淹沒分析與模擬[J];水土保持通報;2005年04期

3 張大偉;權錦;何曉燕;董濤;;基于地理信息系統(tǒng)的一維潰壩洪水分析系統(tǒng)研發(fā)及應用[J];水利學報;2013年12期

4 舒紅,陳軍,杜道生,周勇前;面向對象的時空數(shù)據模型[J];武漢測繪科技大學學報;1997年03期

  本文關鍵詞：潰壩洪水時空過程三維動態(tài)可視化關鍵技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：369005