近海海洋牧场建模与海水污染扩散态势可视化算法研究

目录

声明

第 1 章绪 论

1.1 课题背景与意义

1.2 国内外研究工作现状

1.2.1近海海面建模工作

1.2.2近海海水体绘制工作

1.2.3海面污染物扩散模拟研究

1.3近海海洋牧场建模与海水污染扩散态势可视化的难点

1.4 研究内容与预期研究目标

1.5 本文结构

第 2 章 近海海洋牧场场景中海面波浪模拟

2.1 近海海面波浪建模

2.1.1 改进 Texel MARSEN ARSLOE海浪谱模型

2.1.2基于经验模型建模方法构建近海海面

2.2 近海海洋牧场场景绘制效率优化策略

2.2.1细节层次技术

2.2.2基于GPU的Instancing技术

2.3 本章小结

第 3 章 近海海洋牧场水体绘制算法研究

3.1体绘制方法分析

3.1.1抛雪球算法

3.1.2三维纹理映射技术

3.1.3光线投射算法

3.2基于光线投射算法的近海水体绘制

3.2.1 八叉树算法压缩体数据的光线投射加速算法

3.2.2传统光线投射算法

3.2.3 GPU编程改善传统光线投射算法

3.3构建近海海洋牧场生物光学模型

3.3.1生物模型

3.3.2光线投射算法的光照模型

3.3.3近海海洋牧场生物光学参数估计

3.4 本章小结

第4章大规模海面污染扩散态势可视化算法研究

4.1水源污染物扩散性质概述

4.1.1水源污染物分类

4.1.2点源污染物扩散性质

4.2元胞自动机理论研究

4.2.1元胞自动机定义

4.2.2元胞自动机特征

4.2.3元胞自动机构成

4.3基于元胞自动机的污染物扩散态势模拟

4.3.1浓度因子优化元胞自动机状态

4.3.2水体污染物扩散元胞自动机的扩散规则

4.3.3高斯平滑滤波法改善边缘效果

4.4 本章小结

第5章 近海海洋牧场绘制与海面污染扩散态势可视化系统的设计与实现

5.1 搭建实验开发环境

5.2近海海洋牧场绘制与海水污染扩散态势可视化系统设计与实现

5.2.1近海海洋牧场海面波浪运动的实现

5.2.2近海海洋牧场水体绘制的实现

5.2.3近海海洋牧场海面污染扩散态势可视化算法的实现

5.3 实验效果对比分析

5.3.1基于经验模型绘制近海海面实验分析

5.3.2 基于光线投射算法模拟近海海水水体实验分析

5.3.3 污染物扩散态势模拟实验分析

5.3.4真实海洋牧场场景实验对比分析

5.3.5 近海海洋牧场建模与海水污染态势可视化算法实时性分析

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致 谢