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基于Vega平台的洪水演进三维仿真应用研究

陈文辉  
【摘要】:目前,计算机图形学领域的三维图形仿真技术有了长足的进步,大地域范围内的三维场景实时仿真已经成为可能。本文将仿真技术应用于洪水预报与演进领域,搭建起虚拟的洪水演进仿真环境,将现有洪水预报模型的预报预测结果以三维图形形式输出,为防洪决策制定提供强有力的支持。 作为洪水仿真的重要模拟对象,水,在计算机图形学中有多种仿真手段。本文详细介绍了Gerstner Waves、快速傅立叶变换(FFT)及Perlin Noise这三种水体仿真模型,并对FFT模型进行了深入的分析及应用研究,结合流域洪水仿真的实际情况以及当前计算机的性能限制,提出了针对FFT水体模型的LOD、无缝拼接、裁剪及高程变化等一系列改造方案,通过实验比较,给出了适合于模拟流域洪水的模型参数。 除了水体仿真,本文还简要介绍了目前大地形可视化仿真的方法及数据需求。介绍主要针对数字地面模型(DTM)展开,同时还涉及到地形场景多分辨率模型。 在这些理论背景下,本文使用Vega三维仿真软件对清江流域洪水演进做了合理的应用。文中详细地阐述了该仿真环境的构架,功能及方案设计。对于实际项目实施过程中出现的关键问题给出了适当的解决方法。 最后,本文对项目所做的实际工作予以总结,提出了系统的创新点及不足之处,对不足之处提出了改进意见,并对未来的数字流域洪水演进仿真系统予以展望。


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