洪水演进模拟的三维可视化研究

洪水资源利用的关键在于了解洪水的发生过程及其运动规律,再现洪水的演进状态。通过对流域三维地形仿真、洪水演进模拟的三维可视化研究,以GIS数据为基础,采用VC++结合OpenGL的可视化开发环境建立了洪水演进模拟系统,实现了以给定洪水水位的方式再现洪水演进的动态模拟,为洪水资源化的研究奠定了基础。     

地理信息系统与环境模型结合用于全球变化研究评述

地理信息系统与环境模型结合用于全球变化研究评述１引言为有效地分析全球系统固有的空间变化，将地理信息系统（ＧＩＳ）的空间数据结构和环境，模拟过程结合起来是非常必要的。这种结合已用于气象、水文、生物地球化学、动力生态系统的模拟过程。但是这种结合在完全有效...     

面向体系结构的可视化服务集成开发环境Artemis-VIDE

为支持直观易扩展的软件服务集成和所集成之应用系统的动态演化，本文提出了一个面向体系结构的可视化服务集成开发环境。该环境支持以图形化的方式定义系统的软件体系结构及相关协同逻辑，并据此生成内置于应用系统之中的运行时刻体系结构对象，作为应用系统运行和演化的基础。该环境还集成了服务搜索、基于图文法的体系结构检查等功能，为系统的开发、运行、监控和动态演化提供了一个一致、易用、可扩展的支撑平台。     

卫星全球普查任务规划系统预处理模块的开发

全球普查任务利用地球观测卫星季节性地动态监测地球表面变化，是遥感技术在全球变化监测中一种应用。卫星全球普查任务规划系统为全球普查任务的实施提供了技术和工具支持。该文介绍了卫星全球普查任务规划系统中预处理模块的设计和实现，分析了预处理模块的结构和功能，重点讨论了全球表面场景划分的可视化、时间窗口计算和分析、卫星日常图像采集活动中候选场景的确定和场景拍摄优先级的动态调整的关键技术。     

森林场景可视化和林火模拟仿真技术研究综述

森林是生态环境系统的重要组成部分。随着气候变暖,恶劣气候气象条件造成全球森林火灾频繁发生,给国民经济和消防救援带来巨大挑战,森林火灾已成为全球主要的自然灾害。因此,森林场景可视化建模、3维场景仿真、林火模拟仿真、火场复现、预测和灾害评估成为林业虚拟仿真研究热点。本文对树木形态结构建模技术、森林场景大规模重建和实时渲染、森林场景可视化、林火模型和林火模拟仿真等前沿技术和算法进行综述。对相关的林木、植被的形态结构表达和真实感可视化建模方法进行归纳分类,并对不同可视化方法的算法优劣、复杂度、实时渲染效率和适用场景进行讨论。基于规则的林木建模方法和基于林分特征的真实场景重建方法对大规模森林场景重建技术进行分类,基于物理模型、经验模型和半经验模型对森林火灾的林火模型、单木林火、多木林火模拟和蔓延进行总结,对影响林火蔓延的不同环境气象因子（如地形地貌、湿度、可燃物等）和森林分布对林火发生、扩散和蔓延的影响进行分析,对不同算法的优劣进行对比、分析和讨论,对森林场景可视化和林火模拟仿真技术未来的发展方向、存在问题和挑战进行展望。本文为基于森林真实场景的森林火灾模拟仿真和数字孪生沉浸式互动模拟系统的构建提供了理论方法基础,该平台可以实现森林场景快速构建、不同火源林火模拟、火场蔓延模拟仿真以及不同气象影响条件的火场预测,可对森林火场救援指挥、火场灾害评估和火场复原提供可视化决策支持。     

古气候环境科技资源共享平台研究与开发

建立一个古气候环境科技资源共享平台对气候环境的研究具有重要的意义。设计并实现了一个基于Web的资源共享平台,提供了古气候数据查询浏览、发布、在线分析、NetCDF数据在线获取等功能。同时设计的转换翻译器实现了Web平台与GRADS气象数据分析系统的异构集成,并且结合ajax技术实现了气象数据的可视化在线分析。针对传统NetCDF数据集访问软件的不足,提出了一种基于Web Services的NetCDF数据获取架构,实现了在异种平台下对NetCDF数据的高效获取。     

基于VTK 的Fick 第二定律动态扩散过程模拟

Fick第二定律是固体物理学中关于非稳态条件下的扩散宏观理论基础,动态扩散过程的可视化模拟将有助于研究人员直观快捷地了解和掌握物质扩散对周围物质和环境的影响．使用vn（实现了Fick第二定律在一维条件下动态扩散过程的可视化模拟,为研究人员应用Fick第二定律以及迅速地直观了解扩散结果提供了有益的参考和方法．     

基于VTK的二维轮廓线的三维可视化重建

可视化工具包(VisualizationToolkit)是一个开放源码、自由获取的软件系统。VTK封装了许多常用的可视化算法,为研究人员提供了极大的便利。本文讨论了二维轮廓线的表面重建算法并利用VTK库在VC 的编译环境下实现了一组轮廓线的三维表面重建。     

网格环境下银河系铁元素丰度梯度的统计分析

铁元素丰度梯度统计分析是网格环境下银河系化学演化研究的一个重要内容,作为虚拟天文台应用系统中在大量数据资源的基础上开展深层次的分析和处理的一个示例。网格环境下银河系铁元素丰度梯度的统计分析实现包括注册服务、数据服务、恒星轨道计算服务和可视化服务等网格服务,组成一个完整的网格应用系统。该文详细描述了数据服务、轨道计算服务和可视化服务的设计和实现,示例展示了在分布、异构和动态的网格环境下,如何通过网格服务的方式有效地实现资源共享和科学数据的高效利用。     

基于VB的总流量控制系统的仿真

总流量控制系统是一个比较大型的系统,在实际的复杂系统建立以前,先用仿真系统模拟现场进行可行性操作和分析是相当必要的。可视化程序语言VB是目前已成为国内比较广泛的支持可视化编程特性的高级语言之一,可以很容易地再现仿真过程。本文在初步探讨了铜板轧制中应用总流量控制理论的基础上,用VisualBasic6.0对相关数据进行了模拟,对轧制过程进行了动态仿真。并给出一些实际数据进行了实例分析。     

A wavelet decomposition scheme and compression method for streamline-based vector field visualizations

Flow visualization has been an active research field for several years and streamlines have proved to be an effective representation of two-dimensional steady vector fields. Online simulation of complex dynamic systems, computed on remote powerful computers are becoming more common. Efficient steering of the computational process requires the analysis of simulation results in real time. Visualization offers the possibility of at-a-glance analysis of the data but requires being able to download visualizations efficiently. Here we propose a wavelet model and compression scheme for streamline-based images of 2D steady vector fields. This method allows us to decrease the size of the data by a factor of 2.5 for a visualization quality comparable to the original image, and the compression factor increases to 10 if we accept small deformations.     

Visualization of Biomolecular Structures: State of the Art Revisited

Structural properties of molecules are of primary concern in many fields. This report provides a comprehensive overview on techniques that have been developed in the fields of molecular graphics and visualization with a focus on applications in structural biology. The field heavily relies on computerized geometric and visual representations of three‐dimensional, complex, large and time‐varying molecular structures. The report presents a taxonomy that demonstrates which areas of molecular visualization have already been extensively investigated and where the field is currently heading. It discusses visualizations for molecular structures, strategies for efficient display regarding image quality and frame rate, covers different aspects of level of detail and reviews visualizations illustrating the dynamic aspects of molecular simulation data. The survey concludes with an outlook on promising and important research topics to foster further success in the development of tools that help to reveal molecular secrets.     

基于分布式数值模拟结果的可视化

VTK是一个基于对象的三维重建方面的软件系统,其应用日益广泛。在对数值模拟软件进行开发时,需要对曲线、等值线、三维场等结果数据进行可视化。文中将针对大规模分布式数值模拟时的实时可视化问题,通过客户端广播可视化信息,服务器分别用数值模拟结果进行计算得到VTK文件,并将结果传回客户端,客户端将得到的数据进行合并,最后对其进行可视化并得到切线图像。结果表明,该可视化方法可以在较少影响数值模拟过程的情况下实现实时可视化。     

基于改进的4D模型的可视化施工管理系统

在对当前的可视化理念和4D（4Dimension,简称4D）模型的学习和研究后,提出了一个改进的4D模型。该模型以工程结构分解（Work Breakdown Structure,WBS）为核心,分解出不同层次的施工对象,以进度计划为主线,将进度计划和施工对象连接来反应施工过程的动态变化,实现施工过程的可视化模拟和管理。     

动态水面数据采集与重建方法

自然现象模拟是计算机图形学中的一个重要研究热点.如何快速逼真地模拟自然现象是此类研究的主要目的.传统的解决思路大多采用基于物理的建模方法,而随着采集设备的快速发展,基于采集图像的重建方法得到了广泛关注与研究.本文以液体为研究对象,总结了近年来基于采集图像的重建方法的部分研究成果.针对动态水面,提出了一种动态水面数据采集与重建方法.首先,设计并搭建一套基于多相机的动态水面数据采集系统,采集得到多视图下不同水面运动现象的连续帧图像.其次,通过提取采集图像序列中每幅图像的亚像素级特征点,进行特征点匹配并建立特征点与物理空间中三维点的映射关系.然后,结合水介质的光学折射特性迭代求解水面上三维点阵的高度场和法向量.最终获得动态水面的重建结果.实验结果表明该方法能快速生成与采集水面可视效果相近的三维重建结果,可在计算机游戏、医学、科学研究可视化等领域具有应用前景.     

聚类结果可视化研究

聚类分析在数据挖掘研究中占有重要的位置。聚类结果的可视化则是用图形的方式直观地表现聚类质量的优劣。目前采用的聚类结果可视化方法多为统计学方法,如饼图、柱状图等。但是这些统计学方法只能反映簇与簇之间的数量关系、簇内成分的比例关系,没有具体到每一个对象,没有利用到每个对象所包含的信息。针对上述问题,本文提出三种聚类结果的可视化方法:随机点图、顺序点图、电子云图。其中,随机点图的优点是简单、易于实现;顺序点图的优点是可以反映具体哪一个对象被错分,并且适合动态显示聚类过程;电子云图的优点是可以反映每个对象与相应聚类中心的距离。     

二维复杂向量场可视化方法研究及应用

向量场数据广泛存在于科学和工程计算中,面当前缺少和有效的复杂向量场可视化方法,使得在一些研究领域中计算出来的数据无法得到很好的理解和使用。通过分析点噪声方法和非定常网格数据场的特点,提出适用于二维非定常网格数据折可视化方法;非定常点噪声方法。该方法主要解决变化网格及数据时间精度不足带来的问题,通过对惯性约束聚变的数值模拟数据进行可视化,取得了令人满意的结果,结果表明该方法是一种对复杂向量场有效的可视化方法。     

动态地形的实时可视化

针对动态地形可视化中的特殊需求，提出了分辨率的动态扩展技术，并给出了实时可视化动态地形的完整解决方案．该方法既消除了地表网格模型中的不连续问题，又能很好地表现地形的形变效果.     

扦插植物地下组织构型建模与形态仿真

很多植物都采用扦插育苗,为实现扦插植物的工厂化繁殖,研究其地下组织的生长规律及可视化模拟模型是研发扦插育苗机械化装备的基础之一。为此,基于几何建模的方法,结合扦插植物的繁殖特点,对扦插植物地下组织的构型进行建模;采用VC++及Direct3D图形接口,开发扦插植物地下组织的三维可视化动态仿真程序,并以扦插蔷薇的地下组织为样本进行模拟。结果表明：模拟仿真图形与实际扦插蔷薇的地下组织形态特征相似度较高,模拟数值与实测结果的相对误差小于10%。该研究为植物构型建模仿真提供了一个新的方向。     

In situ exploration of large dynamic networks

The analysis of large dynamic networks poses a challenge in many fields, ranging from large bot-nets to social networks. As dynamic networks exhibit different characteristics, e.g., being of sparse or dense structure, or having a continuous or discrete time line, a variety of visualization techniques have been specifically designed to handle these different aspects of network structure and time. This wide range of existing techniques is well justified, as rarely a single visualization is suitable to cover the entire visual analysis. Instead, visual representations are often switched in the course of the exploration of dynamic graphs as the focus of analysis shifts between the temporal and the structural aspects of the data. To support such a switching in a seamless and intuitive manner, we introduce the concept of in situ visualization--a novel strategy that tightly integrates existing visualization techniques for dynamic networks. It does so by allowing the user to interactively select in a base visualization a region for which a different visualization technique is then applied and embedded in the selection made. This permits to change the way a locally selected group of data items, such as nodes or time points, are shown--right in the place where they are positioned, thus supporting the user's overall mental map. Using this approach, a user can switch seamlessly between different visual representations to adapt a region of a base visualization to the specifics of the data within it or to the current analysis focus. This paper presents and discusses the in situ visualization strategy and its implications for dynamic graph visualization. Furthermore, it illustrates its usefulness by employing it for the visual exploration of dynamic networks from two different fields: model versioning and wireless mesh networks.