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基于QTM的全球多分辨率水淹模拟

邢华桥  
【摘要】:全球范围内温度的持续升高,使全球发生了很多变化,比如冰川融化和海平面上升等,这些变化会对人类的生活环境造成许多恶性的影响,并引发很多自然灾害。其中,海平面上升导致的近海岛国、近海城市的淹没成为最严重的自然灾害。因此,模拟海平面上升对近海城市和近海岛国的淹没范围并作出相应的分析判断,可以为国家相关部门提供参考,以督促其采取相关防护措施,避免因海水淹没带来不必要的损失。传统的平面数据模型已经不能合理、有效地满足全球多分辨率的水淹分析需求,基于正多面体剖分的全球离散格网已成为广泛关注的研究方向。 本文在基于正八面体剖分出的球面四元三角网(QTM—QuaternaryTriangularMesh)的框架上进行了分析和研究,主要研究了QTM格网的相关理论和技术问题,包括:基于公共三角格网的QTM复杂拓扑关系计算;基于QTM的多分辨率LOD剖分;基于QTM的全球多分辨率DEM数据组织方法。并在上述研究的基础上,顾及QTM格网复杂拓扑关系计算,根据QTM格网不同分辨率三角格网数据量不同的特点,研究了基于QTM的多分辨率有源淹没算法:全球范围低分辨率的连通区域淹没法和局部范围高分辨率的QTM三邻近搜索法,实现了在已知海平面上升高度的情况下,全球多分辨率的水淹模拟。另外,本文采用VisualStudio2008作为基础开发平台,以C#为编程语言,结合Direct3D三维开发包,在微机单机环境下完成了对实验系统“基于QTM的全球多分辨率水淹模拟”的底层开发,验证了本文提出算法的可行性。


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