一、流域三维可视化与数值模拟的实时交互运行（论文文献综述）
张国永[1]（2021）在《增强地理环境的虚实融合制图认知与方法研究》文中提出地图以形象化的图形语言表达抽象时空数据中蕴含的空间分布特征与规律,是人们认识世界的重要认知工具。随着制图技术和可视化载体的发展,地图的制图形式愈加丰富,信息表达与交互能力也不断提高。尤其是2016年随着虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）等的新一波发展浪潮兴起,以Holo Lens、Magic leap、苹果、华为等为代表的商用AR设备成熟,使AR成为地图制图和空间数据可视化的新的媒介载体。在AR制图中,虚拟地图场景叠加于真实环境,构建了虚实融合的三维制图可视化场景,实现了制图空间与其表征的真实环境的统一,改变了经典地图通讯模型中地图空间与真实环境相互分离、割裂的状态。这也使虚实融合制图具备了不同于二维地图的新的认知特征和规律,同时也对传统制图理论和方法提出了新的发展要求。而面对AR、MR等新型制图方式,目前的地图学理论和方法被认为无法提供有效的理论指引,出现了地图理论落后于地图实践的问题。基于此,本文首先分析了虚实融合制图和传统地图制图的差异,明确融合制图的概念和特征;然后利用脑电仪、AR眼动仪等开展用户认知实验,对融合制图中制图变量、认知负荷、空间认知特征等开展量化研究;最后结合融合制图中认知和交互特征,在户外现场和室内模型空间两类融合制图环境中开展了制图方法研究实践,并通过用户实验验证制图方法的有效性。本文的主要成果和创新点如下:（1）从虚实融合制图的数学基础、具身认知、空间认知、社会伦理等多个角度分析了虚实融合制图的特征,明确了增强地理环境虚实融合制图的基本概念。根据环境制图载体类型,将融合制图划分为基于现场环境和基于模型空间的两类虚实融合制图方式,为融合制图提供了基础理论分析框架。（2）量化评估了传统视觉变量在融合制图环境中的视觉引导性和声音“制图”变量的空间引导性,并根据AR制图环境特点拓展了视觉变量的表现形式。实验结果表明,在传统地图中具有显着引导性的颜色视觉变量在融合制图中已无明显优势,且根据任务完成时间、首次凝视时间、注视率指标的综合评估,融合制图中视觉变量引导性排序为:形状≥发光材质颜色>角度尺寸≥反射材质颜色>长度尺寸。此外,实验结果也表明在空间声音引导下可有效压缩视觉搜索范围,使目标检索效率大约有34.5%的提升,从而证明了声音变量具有显着的空间引导性。（3）基于用户实验方法,研究现场环境和模型环境虚实融合制图的认知特征,建立了主、客观结合的融合制图场景认知负荷评估方法。针对现场环境融合制图,通过脑电试验与调查问卷结合方式,综合评估了不同视觉变量作为识别目标时地图场景符号密度的认知负荷过载值。实验结果显示,不同视觉变量的最大符号数量负载量如下:颜色=形状=闪烁=运动（40个）>尺寸=真实环境中目标识别（20个）,相应的认知负荷指数为运动（3.71）>闪烁（3.07）>真实环境目标识别（2.96）>颜色（2.91）>尺寸（2.68）>形状（2.53）。针对模型环境融合制图实验,脑活动能量频谱图结果显示,相较于其他制图载体,三维实体模型可提供更好的“在场感”,在辅助空间分析方面具有较好的天然优势。（4）提出并建立了一种根据用户交互行为模式自适应制图的方法。首先基于LSTM构建了适用于室外AR设备的用户行为模式识别网络BINet,识别融合制图中的七种典型交互行为模式,并在测试数据集中实现了91%的识别精度。其次,结合本文认知负荷评估结果,设定不同行为模型下场景符号密度的建议值,最后通过行为模式实时识别结果实现驱动场景的自适应更新制图。实验结果表明,该方法可有效降低制图场景感知的认知负荷。（5）构建了模型空间虚实融合制图方法的概念框架,基于三维打印模型,以洪水过程模拟的可视化制图为例,设计并实现了模型空间虚实融合制图中的关键技术和方法,并通过用户体验实验,验证了制图方法的有效性。此外,本文开展了与无实体模型AR地图场景感知的对比实验,结果表明实体三维模型支撑下的空间感知更加直观真实,且能提供更有效的空间认知参考。
乐世华,董静,张煦,刘卫林,田春思,李亦凡,吴志明,刘德龙[2]（2021）在《基于Cesium的数据可视化技术在水利上的应用》文中研究表明三维虚拟仿真技术已广泛应用于数据地球、数字城市、数字流域等领域,科学数据在仿真系统中的可视化更利于科研人员洞察数据背后的规律,然而在实际应用中,科学数据的表达更依赖于专业的可视化软件,从而造成其与现有仿真系统脱离现象。鉴于此,系统地介绍了热力图、水深属性标量可视化、投影纹理变换、气象云图绘制、水深等值线与等值面实时绘制等可视化技术的相关技术原理及实现方法,实现了多种技术在基于Cesium的三维仿真平台的有效集成;结果显示,各种技术显示帧率均大于每秒30帧,画面显示流畅,满足实时展示要求;丰富了原有系统的数据表现形式,为大容量科学计算及实时性展示提供了有力依据,有望在虚拟现实和科学可视化方面得到更广泛应用。
赵仕霖[3]（2020）在《基于云平台的城市雨洪数值模拟系统及其可视化研究》文中提出随着全球气候变化以及人类活动增强,近年来极端降雨事件频发,再加上城市化进程的不断加剧,城市雨洪引发的灾害问题日益受到人们的关注。城市雨洪数值模型作为研究城市雨洪问题的重要工具,对城市排水规划设计及城市内涝灾害预测预警能够提供重要的科学依据。国内外学者在城市雨洪模型和软件开发方面做了大量卓有成效的研究,然而能够进行城市雨洪全过程模拟的软件还不多,我国拥有独立自主知识产权的应用系统更是微乎其微。基于云平台的水利数值模拟系统已经崭露头角,然而它们大多是在客户端/服务器（C/S）架构模式下开发搭建的,这些研究都没有充分利用快速发展的网络技术带来的便利,没能体现出云计算的优势以及云服务、云共享的概念。针对上述问题,本文在前人工作的基础上,借助于HTML5、WebGL、云计算等高速发展的网络技术,开发了一套浏览器/服务器（B/S）模式下的、基于云平台的城市雨洪数值模拟系统。主要的研究工作及成果简述如下:（1）基于有限体积方法,分别建立了适用于城市地表汇流模拟的二维浅水方程高分辨率数值模型以及适用于城市复杂河网、排水管网水流模拟的一维水动力模型。深入研究了模型之间的耦合机制,实现了模型的侧向耦合以及垂向耦合。建立了考虑降雨、地表径流、排水管网、下渗与截留共同作用下,更加完整的城市雨洪水动力耦合模型,实现了城市雨洪全过程模拟。通过一系列的算例模拟,证明模型是可靠的。（2）利用HTML5、JavaScript、WebGL等技术,从三维视角出发,建立了网络环境下流场三维可视化系统,实现了在浏览器中展示多要素同步叠加的流场细节。提出了一种利用WebVR技术展示水动力模型计算结果的新方法,设计并研发了流场三维虚拟现实系统。提出了利用纹理样式化粒子代替三维球体的方法,优化了浏览器渲染流场的性能。以瓯江河口的流场三维可视化为例,证明了研究成果具有工程实用价值。（3）根据前端工程化的思想,基于开源生态社区,提出了基于Vue的三维WebGIS解决方案。以城市雨洪模型和流场可视化成果为基础,研发了 B/S架构下基于云平台的城市雨洪数值模拟系统,实现了无需安装软件,借助于浏览器就能够完成城市雨洪数值模拟的全部过程。选取成都市中心城区作为研究对象,从自动化建模、远程计算、流场可视化等方面详细展示了研究成果在实际工程中的应用。从模型模拟结果以及系统可视化效果两个角度证明了系统能够有效应用于城市雨洪的实际工程中。
王俊珲,侯精明,王峰,同玉,杨东,石宝山[4]（2020）在《洪涝过程模拟及三维实景展示方法研究》文中研究表明针对变化环境下洪涝灾害频发以及洪涝模拟结果二维展示的自身局限性等问题,将高分辨率数值模型与三维可视化技术耦合,以陕西沣西新城、英国莫帕斯镇洪涝灾害过程为例,采用基于GPU加速技术的高分辨数值模型对城镇及江河洪涝灾害过程进行数值模拟,以较为准确获取洪灾淹没时间、淹没面积等信息;后处理展示方面实现数值模型与Unity 3D平台耦合,对洪涝过程模拟结果进行三维可视化展示,实现场景漫游等功能;应用快门式3D技术进行三维浏览,初步实现基于3D立体成像的洪水模拟展示。结果表明,计算结果与实测数据吻合度较高,积水面积平均相对误差分别为6.235%,1.505%,并真正实现了三维环境下的水灾害过程信息交互展示。可作为一种有效的协同平台来增强相关人员之间的沟通与协作,为决策人员提供准确有效的科学依据,在水利领域具有较好应用前景。
乐世华,张尚弘,张煦,董静[5]（2020）在《基于Cesium的流场可视化研究》文中研究指明由于三维虚拟仿真技术在各领域实际应用中缺少与专业的可视化软件有机结合的应用平台,尤其是流场可视化技术在虚拟仿真三维平台的运用。为了在B/S端三维虚拟仿真平台下实现流场可视化集成与展示,使用GPGPU技术完成流体方程在GPU中的并行计算,采用颜色、箭头、纹理变换、LIC等多种流场可视化技术,实现在Cesium三维仿真平台流场展示。在ThinkPad s5笔记本上实现了Web端虚拟仿真三维平台流场可视化展示,结果显示,在浏览器分辨率1 396×641下,平台运行帧率保持30 fps以上,保证了画面流畅,同时实现了实时交互操作。综上所述,本平台弥补了C/S端的不足,扩展了应用范围,丰富了原有系统的数据展示效果,为实时性、大容量科学计算及展示提供了核心技术,有望在虚拟现实和数值模拟方面得到更广泛应用。
陈方吾[6]（2020）在《边坡三维地质体快速建模及可视化系统研发》文中进行了进一步梳理随着时代的进步及网络可视化技术的飞速发展,边坡地下空间数据的可视化建模及地上三维实景可视化的需求越来越强烈,边坡工程的建设和维护的过程中需要远程共享数据、管理数据、共同编辑数据、保存数据等。随着计算机Cesium开源平台的不断发展,以及三维空间数据管理和Web端可视化理论技术研究的不断深人,已经为我们提供了快速建立地上地下“一体化”边坡三维实体模型的技术条件。当大型边坡工程发生危险时,需要快速应用少量地质数据建立三维地质体模型并Web端可视化展示,从而对边坡治理工程作出合理的应对。因此,本文通过研究雅西高速公路瓦厂坪段变形边坡、薛城一号边坡、深圳田心石场边坡,在地下边坡三维地质体模型及地上三维实景模型的快速构建并进行边坡地上地下“一体化”三维可视化展示方面进行了一些有益的探讨。论文的主要工作及研究成果如下:（1）通过分析三维地质体建模技术、三维地质体建模软件、三维可视化展示系统的研究现状及研究意义,确定构建地上地下“一体化”三维边坡可视化展示系统的重要性,从而明确本论文的主要研究内容和方法。（2）研究地上地下“一体化”三维边坡建模理论和方法及其在实际工程上的应用,主要包括以下三点:（1）分析地上边坡三维实景快速构建的基本理论和方法,主要是无人机倾斜摄影技术构建三维实景模型的相关基本理论和方法,阐述无人机倾斜摄影快速建模技术的具体步骤及其优点。（2）分析地下三维边坡快速建模的理论与方法,主要是地质数据的处理、空间数据模型理论、插值拟合算法、Itas CAD三维地质体快速建模等理论,并重点分析构建地上地下三维实体模型的关键技术。（3）结合地上地下建模的基础理论,针对边坡工程分别采用地上和地下快速建模的手段进行工程上的实际应用,最后通过Itas CAD、EVS、GOCAD三个地质体建模软件分别构建三维实体模型并分析关键建模技术。（4）对比分析三个建模软件的的优点,具体分析如何快速实现地下三维地质体建模,并提出一套根据具体的地质数据丰富程度实现快速建模的方案。（3）地上地下“一体化”三维边坡可视化系统研发,主要包括以下三点:（1）基于Cesium三维地球开源平台研发可视化展示系统,详细介绍系统的平台架构基础、包括平台的关键技术和框架、环境架构等。并且详细介绍了三维边坡地上模型和地下模型的格式转化技术手段。（2）通过对系统的总体设计及功能需求分析,确定了系统的架构、数据管理手段、数据功能实现方法等。实现了多维地球空间数据三维可视化和地上地下一体化漫游,并且通过具体的工程实例,将无人机倾斜摄影创建精细化地上三维实景模型加载到可视化系统,再将快速构建的边坡地下三维地质体模型加载可视化系统,最终实现地上地下“一体化”三维边坡可视化综合展示。（3）在基于Cesium开源平台进行集成二次开发构建边坡可视化系统的基础上,实现基于Nginx、IIS服务器的网络发布,通过前端的应用打包和发布、后端应用发布、实现了Web端可视化浏览和展示。开发了网络版地质体信息管理平台,实现项目信息、地质体详细信息管理和查询功能,最后实现三维地质体可视化、钻孔和岩芯信息可视化、剖面可视化,对具体的工程进行实际应用检验。
王丰圆[7]（2019）在《基于数字化双胞胎的三维可视化车间系统研究》文中认为随着以物联网、云计算、大数据及移动互联网为代表的新一轮技术创新浪潮到来,车间作为制造的核心单元,也向着数字化、智能化、可视化方向发展。为了让车间达到更高层次的数字化从而实现智能制造,核心目标是让物理车间与信息化的虚拟车间进行深度融合。数字化双胞胎（Digital Twin,DT）作为实现信息物理世界交互融合的最佳途径而被广泛研究和关注。本文将数字化双胞胎这一先进制造理念应用于车间,重点研究了基于数字化双胞胎的三维可视化车间系统关键技术,对系统进行了设计实现,并结合案例对系统可行性进行了验证。本文首先结合数字化双胞胎理念和车间特征,设计了面向车间应用的数字化双胞胎框架。接下来重点对框架中的物理车间、虚拟车间、物理车间与虚拟车间信息交互这三部分进行研究。在物理车间方面,研究了基于OPC UA的物理车间信息建模,实现对物理车间所有信息的统一描述及设备互联互通和数据采集;虚拟车间方面,研究了基于虚拟现实的车间三维可视化建模,实现与物理车间形成映射、可视化效果好、人机交互性强的虚拟车间;物理车间与虚拟车间信息交互方面研究了数据驱动的物虚车间信息交互建模。通过这三部分建模建立了面向车间的数字化双胞胎模型。之后针对车间调度,提出了基于数字化双胞胎的车间加工路线实时动态调度机制,基于赋时Petri网建立了车间制造过程模型,在模型基础上利用基于A*算法的启发式搜索求解得到最优加工路线调度策略,并以设备故障为例研究了车间故障条件下调度求解方法。为了验证本文模型及调度方法的可行性,以白酒模拟生产车间为例,选取Unity3D虚拟现实引擎开发实现了三维可视化车间系统,并对系统功能进行展示并发布成应用,最后用于实际车间使用,结果表明,该系统能实现车间生产要素及生产过程的全方位掌控,同时让车间控制更加精准,决策更加及时。
冶运涛,梁犁丽,龚家国,曹引,蒋云钟,赵红莉[8]（2018）在《基于三维仿真的输(调)水系统实时调控实现平台研究》文中研究指明以南水北调中线工程为例,研制基于三维仿真的输（调）水系统的实时调控实现平台。研究虚拟仿真平台的构建、海量数据的分页调度、碰撞检测、闸门建模等技术,实现场景三维可视化与漫游、二维导航图与三维场景的实时联动、基于三维场景的集成查询与显示、基于水量调度模型的调水方案的分层显示、基于水动力学模型的三维水面动态模拟和流场动态可视化、基于实时调控的闸门可视化动态仿真等功能。该平台可为南水北调中线工程运行管理决策支持系统建设提供技术支撑,并为相似工程提供借鉴。
冶运涛,梁犁丽,曹引,龚家国,蒋云钟[9]（2017）在《梯级水库群调控的水动力水质仿真模拟技术》文中认为梯级水库群形成的巨系统的复杂性给运行管理和调控决策带来不确定性,保障水库群效益的发挥亟需先进的信息技术和水利专业模型提供支撑。以虚拟现实技术、模型计算和在线监测为基础,以水流水质的可视化表达为核心,系统分析虚拟现实技术与数值模拟的结合方式,研究梯级水库群调控虚拟环境建模方法、三维虚拟流域环境平台研发、模型和监测驱动的水动力水质虚拟仿真技术。初步以三峡工程为例,验证研发技术的可行性,为梯级水库群智能化管理和调度提供新的思路。
尹灵芝[10]（2018）在《用于泥石流灾害快速风险评估的实时可视化模拟分析方法》文中研究表明泥石流主要是由短时间内强降水引发的山体滑坡所致,具有发生突然、扩张迅速以及响应紧迫等特征,严重威胁着人民的生命与财产安全。快速、准确地开展泥石流灾害演进过程模拟与风险评估分析,获取泥石流灾害淤埋范围、淤埋泥深、风险程度等灾情信息,可为应急救援演练和应急处置指挥提供重要的科学依据。虽然在泥石流灾害演进过程模拟与分析方面已有不少研究,但仍存在模拟计算效率低、风险评估能力弱、可视化程度差以及地理知识共享难等问题,难以有效地支撑应急情景下泥石流灾害快速模拟和风险评估。针对上述问题,本文在OpenMP高性能计算和WebGL等技术的支持下,侧重研究用于泥石流灾害快速风险评估的实时可视化模拟分析方法,深入地探索了基于精细化格网的泥石流灾害快速风险评估、基于多格网尺度的泥石流灾害模拟并行优化、泥石流灾害场景动态构建与网络服务发布等关键技术与方法,以实现泥石流灾害的快速模拟与实时可视化分析。本文的主要研究工作如下:（1）以精细化空间格网为基本评估单元,提出了泥石流灾害快速风险评估方法与流程。选择了适宜的格网尺度将土地利用、人口以及社会经济等风险对象进行精细格网化处理,并采用层次分析方法构建了泥石流灾害风险度评估函数,基于无人机影像、历史资料、野外调查结果等数据获取风险评估因子值,快速地开展了泥石流灾害整体性风险评估。在此基础上,基于数值模拟结果开展泥石流灾害精细化风险评估,得到不同风险等级下的受灾人口、道路、居民地等详细灾情信息。（2）提出了基于多格网尺度的泥石流灾害数值模拟并行优化方法,分析得出了数值模拟计算格网尺度的适宜性范围,提高了模拟计算效率。本文基于OpenMP多核并行计算框架,选择了几种典型的格网尺度数据开展泥石流灾害演进过程模拟,并采用淤埋面积、最大泥深、最大流速等因子进行格网尺度敏感性分析,得到了适宜格网尺度范围,单个时间步长内的数值模拟计算可以在15毫秒内完成,最大加速比可以达到148倍左右,能够支持泥石流灾害实时交互分析。（3）提出了泥石流灾害场景的动态构建与网络服务发布方法,支持三维可视化的实时动态表达与交互探索分析。在HTML5和WebGL技术的支撑下,实现了虚拟地形环境场景的快速构建与泥石流灾害模拟计算结果的动态可视化展示,用户可以交互式获取淤埋面积、实时泥深、实时流速以及不同风险等级下的人口、道路、居民地等灾情信息。泥石流灾害可视化渲染效率约为35fps,能够支持在虚拟灾害场景中进行实时交互分析。（4）基于上述研究成果,研发了用于泥石流灾害快速模拟与风险评估的虚拟地理环境原型系统,将泥石流灾害风险评估、数值模拟与三维可视化进行紧密集成,并选择了典型案例区域,开展了应急情景下泥石流灾害快速模拟与风险评估。试验结果表明:本文提出的方法能够有效地支撑泥石流灾害快速模拟、动态可视化与交互分析,并可以支持地理知识的共享与发布,为应急情景下人群疏散路线制定、临时安置点设置以及救援方案制定提供科学依据。
二、流域三维可视化与数值模拟的实时交互运行（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、流域三维可视化与数值模拟的实时交互运行（论文提纲范文）
（1）增强地理环境的虚实融合制图认知与方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 数据驱动-时空数据场景化 |
| 1.1.2 技术驱动-地图制图技术的发展 |
| 1.1.3 地图发展驱动-地图的使用场景多元化 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地图制图及地图学研究现状 |
| 1.2.2 增强现实研究现状 |
| 1.2.3 增强现实制图研究现状 |
| 1.2.4 增强地理环境 |
| 1.3 研究目标与内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 第2章 虚实融合制图的基础理论问题 |
| 2.1 增强地理环境虚实融合制图概述 |
| 2.1.1 增强地理环境虚实融合制图的概念 |
| 2.1.2 虚实融合制图基本特征 |
| 2.2 虚实融合制图数学基础 |
| 2.2.1 空间划分与索引 |
| 2.2.2 融合制图相关坐标系定义 |
| 2.2.3 坐标系转换 |
| 2.2.4 模型空间坐标系 |
| 2.3 虚实融合制图中的认知理论 |
| 2.3.1 视觉感知 |
| 2.3.2 具身认知 |
| 2.3.3 地理空间认知 |
| 2.3.4 认知负荷 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 虚实融合制图变量视/听觉引导性研究 |
| 3.1 虚实融合制图变量概述 |
| 3.1.1 视觉变量 |
| 3.1.2 声音变量 |
| 3.2 融合制图中视觉变量拓展 |
| 3.2.1 颜色视觉变量 |
| 3.2.2 尺寸视觉变量 |
| 3.2.3 形状视觉变量 |
| 3.2.4 视觉变量动态增强 |
| 3.3 融合制图中视觉变量引导性评估 |
| 3.3.1 实验设计 |
| 3.3.2 实验场景 |
| 3.3.3 实验设备 |
| 3.3.4 实验参与者与流程 |
| 3.3.5 实验结果分析 |
| 3.4 融合制图中听觉变量引导性评估 |
| 3.4.1 实验设计与实验场景 |
| 3.4.2 实验参与者与实验流程 |
| 3.4.3 实验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 虚实融合制图认知负荷与特征研究 |
| 4.1 现场虚实融合制图认知负荷研究 |
| 4.1.1 认知负荷概述 |
| 4.1.2 融合制图认知负荷评估方法 |
| 4.1.3 认知负荷实验 |
| 4.1.4 实验结果分析 |
| 4.2 模型空间虚实融合制图认知特点研究 |
| 4.2.1 实验设计 |
| 4.2.2 实验流程 |
| 4.2.3 实验结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 室外交互行为模式智能识别与自适应制图 |
| 5.1 融合制图中的典型交互行为模式 |
| 5.2 行为模式智能识别 |
| 5.2.1 网络结构设计 |
| 5.2.2 行为数据采集 |
| 5.2.3 网络训练与评估 |
| 5.3 行为模式驱动的自适应制图关键技术 |
| 5.3.1 现场融合制图三维注册 |
| 5.3.2 云+端的制图场景人机交互 |
| 5.3.3 制图场景动态更新 |
| 5.4 实验与分析 |
| 5.4.1 实验设计与流程 |
| 5.4.2 结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 室内模型空间虚实融合制图方法研究 |
| 6.1 模型空间融合制图原则 |
| 6.2 模型空间融合制图关键技术 |
| 6.2.1 模型空间融合制图方法概念框架 |
| 6.2.2 创建三维打印地形模型 |
| 6.2.3 地图场景数据适配 |
| 6.2.4 场景虚实融合 |
| 6.3 模型空间融合制图有效性评估 |
| 6.3.1 实验设计 |
| 6.3.2 问卷设计 |
| 6.3.3 实验系统 |
| 6.3.4 实验流程 |
| 6.3.5 实验结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论及创新点 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）基于Cesium的数据可视化技术在水利上的应用（论文提纲范文）
| 1 系统架构设计 |
| 2 水利业务可视化技术方法及原理 |
| 2.1 标量可视化 |
| 2.1.1 热力图 |
| 2.1.2 水深(水温)图 |
| 2.2 投影纹理映射 |
| 2.3 卫星云图数据可视化 |
| 2.4 实时等高线与等值面绘制 |
| 3 应用案例与实验结果 |
| 3.1 应用案例 |
| 3.1.1 热力图 |
| 3.1.2 水深(水温)图 |
| 3.1.3 投影纹理映射 |
| 3.1.4 卫星云图数据可视化 |
| 3.1.5 实时等高线与等值面绘制 |
| 3.2 实验结果 |
| 4 结语 |
（3）基于云平台的城市雨洪数值模拟系统及其可视化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 极端降雨与城市化进程 |
| 1.1.2 城市雨洪灾害频发 |
| 1.1.3 网络技术的高速发展 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.2.1 城市雨洪模拟技术 |
| 1.2.2 基于Web的流场三维可视化 |
| 1.2.3 云平台技术 |
| 1.3 问题的提出 |
| 1.3.1 城市雨洪数值模拟方面存在的问题 |
| 1.3.2 流场可视化方面存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究思路 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.4.3 论文组织结构 |
| 2 城市雨洪水动力耦合模型构建与验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 地表水流模型 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 有限体积法离散 |
| 2.2.3 数值通量计算 |
| 2.2.4 高阶精度格式构造 |
| 2.2.5 降雨、入渗源项 |
| 2.2.6 源项处理 |
| 2.2.7 时间积分 |
| 2.2.8 干湿界面处理与边界条件 |
| 2.3 管网—河网水流模型 |
| 2.3.1 基本方程 |
| 2.3.2 Preissmann窄缝方法 |
| 2.3.3 有限体积法离散 |
| 2.3.4 高阶精度格式构造 |
| 2.3.5 边界条件 |
| 2.3.6 稳定性条件 |
| 2.4 模型耦合 |
| 2.4.1 地表与排水管网耦合 |
| 2.4.2 地表与河网耦合 |
| 2.5 模型验证 |
| 2.5.1 树状河网算例 |
| 2.5.2 环状河网算例 |
| 2.5.3 有压管网恒定流 |
| 2.5.4 管道水击算例 |
| 2.5.5 明满流过渡 |
| 2.5.6 90°弯道溃坝水流 |
| 2.5.7 地表水流向管网 |
| 2.5.8 溃坝洪水流经管网区 |
| 2.5.9 城市地区排水管溢流 |
| 2.5.10 河道—蓄滞洪区侧向耦合 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于WebGL和WebVR的流场可视化方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 关键技术介绍 |
| 3.2.1 HTML5 |
| 3.2.2 JavaScript |
| 3.2.3 WebGL |
| 3.2.4 WebVR |
| 3.3 三维虚拟现实场景的建立 |
| 3.3.1 建立场景的方法 |
| 3.3.2 技术难点及解决方案 |
| 3.3.3 剖面绘制 |
| 3.3.4 示踪球及迹线表达 |
| 3.3.5 矢量场可视化 |
| 3.4 案例研究 |
| 3.4.1 案例介绍 |
| 3.4.2 案例研究结果 |
| 3.5 性能优化 |
| 3.6 工程应用 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 B/S架构的城市雨洪数值模拟系统设计、实现及云端部署 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 前端技术方案 |
| 4.2.1 前后端分离技术 |
| 4.2.2 MVVM开发模式 |
| 4.3 前端开发框架 |
| 4.3.1 框架与库的区别 |
| 4.3.2 前端框架的发展 |
| 4.3.3 前端框架的选择 |
| 4.4 基于Vue.js的三维WebGIS开发 |
| 4.4.1 前端工程化 |
| 4.4.2 WebGIS功能 |
| 4.4.3 前端技术集成方案 |
| 4.5 系统分析与设计 |
| 4.5.1 系统总体架构(B/S架构) |
| 4.5.2 系统功能设计 |
| 4.5.3 数据库设计 |
| 4.6 系统实现 |
| 4.6.1 开发环境 |
| 4.6.2 用户界面设计 |
| 4.6.3 移动端适配 |
| 4.6.4 主要功能模块实现 |
| 4.7 云平台技术的应用 |
| 4.7.1 云服务器的选择 |
| 4.7.2 云服务器的申请 |
| 4.7.3 系统部署 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 系统在成都市城市雨洪数值模拟中的应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 研究区域概况 |
| 5.2.1 计算范围 |
| 5.2.2 地形地貌 |
| 5.2.3 流域水系 |
| 5.2.4 排水管网 |
| 5.2.5 水文气象 |
| 5.3 自动化建模 |
| 5.3.1 流域模型建立 |
| 5.3.2 多维模型建立 |
| 5.3.3 模型耦合 |
| 5.3.4 降雨资料设置 |
| 5.4 远程计算 |
| 5.5 可视化展示 |
| 5.6 结果分析 |
| 5.6.1 模型验证 |
| 5.6.2 可视化对比 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）洪涝过程模拟及三维实景展示方法研究（论文提纲范文）
| 1 高分辨率数值模型与三维可视化耦合技术 |
| 1.1 高分辨率数值模型 |
| 1.1.1 控制方程 |
| 1.1.2 数值求解 |
| 1.2 高分辨率数值模型与三维可视化耦合 |
| 1.2.1 三维可视化技术 |
| 1.2.2 GAST模型与Unity 3D 耦合 |
| 2 洪涝灾害模拟三维可视化 |
| 2.1 城市内涝模拟及三维可视化 |
| 2.1.1 研究区域概况 |
| 2.1.2 城市内涝数值模拟 |
| 2.1.3 模拟结果分析 |
| 2.1.4 城市内涝过程三维可视化 |
| 2.2 洪水演进模拟及三维可视化 |
| 2.2.1 研究区域概况 |
| 2.2.2 洪水演进数值模拟 |
| 2.2.3 模拟结果分析 |
| 2.2.4 洪水演进过程三维可视化 |
| 3 快门式3D技术在洪涝灾害模拟中的应用 |
| 4 结论 |
（5）基于Cesium的流场可视化研究（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 总体架构 |
| 2 流场实时模拟技术 |
| 3 流场可视化技术 |
| 3.1 标量场 |
| 3.2 矢量可视化 |
| 3.2.1 箭 头 |
| 3.2.2 纹理变换 |
| 3.2.2.1 两纹理+噪声 |
| 3.2.2.2 单纹理+fbm噪声 |
| 3.2.3 LIC |
| 4 试验结果 |
| 5 结 论 |
（6）边坡三维地质体快速建模及可视化系统研发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.1.1 选题依据 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 三维地质体建模技术研究现状 |
| 1.2.2 三维地质体建模软件研究现状 |
| 1.2.3 三维可视化展示系统研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 地上地下“一体化”建模基础理论 |
| 2.1 地上三维建模理论与方法 |
| 2.1.1 无人机倾斜摄影 |
| 2.1.2 无人机边坡三维实景建模方法 |
| 2.2 地下三维建模理论与方法 |
| 2.2.1 地质数据的采集与预处理 |
| 2.2.2 三维空间数据模型 |
| 2.2.3 插值拟合算法 |
| 2.2.4 Itas CAD三维地质体快速建模原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 地上三维边坡快速建模技术的工程应用 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 地上三维实景快速建模方法 |
| 3.3 工程应用 |
| 3.3.1 瓦厂坪大桥危险段边坡三维实景模型构建 |
| 3.3.2 薛城1号边坡地上三维实景模型构建 |
| 3.3.3 无人机倾斜摄影技术优点 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 地下三维地质体快速建模的工程应用 |
| 4.1 基于Itas CAD的三维地质体快速建模 |
| 4.1.1 快速构建瓦厂坪大桥边坡地质数据库 |
| 4.1.2 快速创建三维地表模型 |
| 4.1.3 构建空间地层分界面 |
| 4.1.4 面生成体模型方法 |
| 4.1.5 模型检验 |
| 4.2 基于EVS的三维地质体模型快速建模 |
| 4.2.1 EVS建模步骤 |
| 4.2.2 EVS构建瓦厂坪、田心石场边坡模型 |
| 4.3 基于GOCAD的三维地质体快速建模 |
| 4.3.1 GOCAD建模步骤 |
| 4.3.2 GOCAD构建瓦厂坪三维边坡模型 |
| 4.4 地下三维地质体建模技术对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于Cesium开源平台构建边坡三维地质体可视化系统 |
| 5.1 Cesium平台架构基础 |
| 5.1.1 WebGL技术 |
| 5.1.2 Cesium开源平台 |
| 5.1.3 Node.js环境 |
| 5.1.4 Angular框架 |
| 5.1.5 Cesium模型格式 |
| 5.2 基于Cesium的模型转化与数据加载实现 |
| 5.2.1 基于Cesium的模型转化 |
| 5.2.2 基于Cesium的模型数据加载实现代码 |
| 5.3 系统功能设计与实现 |
| 5.3.1 系统总体设计 |
| 5.3.2 系统主要功能模块设计与实现 |
| 5.3.3 基于Nginx、IIS服务器的网络发布 |
| 5.4 系统应用 |
| 5.4.1 地质体信息管理 |
| 5.4.2 钻孔和岩芯信息管理及可视化展示 |
| 5.4.3 地上地下“一体化”边坡三维可视化 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（7）基于数字化双胞胎的三维可视化车间系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文研究内容及结构体系 |
| 2 面向车间应用的数字化双胞胎相关理论与框架 |
| 2.1 数字化双胞胎车间概述 |
| 2.2 面向车间应用的数字化双胞胎框架 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 面向车间的数字化双胞胎模型构建 |
| 3.1 基于OPC UA的物理车间信息建模 |
| 3.2 基于虚拟现实的车间三维可视化建模 |
| 3.3 数据驱动的物理车间与虚拟车间信息交互建模 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于数字化双胞胎的车间加工路线实时动态调度方法 |
| 4.1 数字化双胞胎驱动的车间加工路线实时动态调度机制 |
| 4.2 基于赋时Petri网的车间制造过程建模 |
| 4.3 基于A*算法的车间加工路线实时调度 |
| 4.4 设备故障条件下车间加工路线调度 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于数字化双胞胎的三维可视化车间系统实现 |
| 5.1 白酒模拟生产车间介绍 |
| 5.2 三维可视化车间系统功能结构 |
| 5.3 三维可视化车间系统开发与实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 论文展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）基于三维仿真的输(调)水系统实时调控实现平台研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 平台分析与总体框架 |
| 2 平台开发流程 |
| 2.1 软件平台与开发工具 |
| 2.2 开发流程 |
| 3 平台综合数据库集成组织 |
| 4 平台的研发 |
| 4.1 基于OSG的虚拟仿真平台 |
| 4.2 海量数据动态调度 |
| 4.3 碰撞检测 |
| 4.4 闸门建模 |
| 5 平台功能实现 |
| 5.1 场景多模式交互控制漫游 |
| 5.2 二维平面与三维场景互动导航 |
| 5.3 基于三维场景的动态查询与显示 |
| 5.4 基于水量调度模型的受水区方案显示 |
| 5.5 基于水动力学模型的水体三维动态可视化 |
| 5.6 基于水动力学模型的流场动态可视化 |
| 5.7 基于实时调控的闸门可视化动态仿真 |
| 6 结语 |
（9）梯级水库群调控的水动力水质仿真模拟技术（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 水动力水质虚拟仿真系统分析 |
| 1.1 虚拟现实与数值模拟结合 |
| 1.2 系统的功能分析 |
| 1.3 系统开发流程及总体框架 |
| 2 流域虚拟环境建模方法 |
| 2.1 地形建模 |
| 2.2 地物建模 |
| 2.3 粒子系统建模 |
| 2.4 数据组织及存储 |
| 3 三维虚拟仿真平台 |
| 4 水动力水质仿真虚拟技术 |
| 4.1 基于碰撞检测的多模式漫游控制技术 |
| 4.2 基于虚拟环境的可视化信息查询与分析技术 |
| 4.3 基于远程自动控制的闸门反馈动态仿真技术 |
| 4.4 基于物理模型的大坝泄流可视化仿真技术 |
| 4.5 基于水动力模型的流场可视化仿真技术 |
| 4.6 基于水质模型的污染物运移可视化仿真技术 |
| 4.7 基于在线监测的水库调控可视化预警技术 |
| 4.8 基于虚拟环境的多方案优选仿真技术 |
| 4.9 基于水库调度的库容变化可视化仿真技术 |
| 5 工程实例应用 |
| 6 结语 |
（10）用于泥石流灾害快速风险评估的实时可视化模拟分析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 虚拟地理环境理论与技术 |
| 1.2.2 泥石流灾害风险评估方法 |
| 1.2.3 泥石流灾害数值模拟方法 |
| 1.2.4 多尺度效应分析 |
| 1.2.5 三维动态可视化 |
| 1.3 论文研究思路 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究框架 |
| 1.3.3 研究内容 |
| 1.3.4 研究技术路线 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第2章 基于精细化格网的泥石流灾害快速风险评估 |
| 2.1 泥石流灾害风险评估概述 |
| 2.1.1 泥石流灾害风险评估定义 |
| 2.1.2 泥石流灾害风险评估基本思路 |
| 2.1.3 泥石流灾害风险评估要素分析 |
| 2.2 评估要素精细格网化与空间展布 |
| 2.2.1 评估要素空间格网化方法 |
| 2.2.2 评估格网尺度适宜性分析 |
| 2.3 泥石流灾害快速风险评估方法 |
| 2.3.1 泥石流灾害整体性风险评估 |
| 2.3.2 泥石流灾害精细化风险评估 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于多格网尺度的泥石流灾害模拟并行优化 |
| 3.1 泥石流灾害数值模拟模型 |
| 3.1.1 运动方程 |
| 3.1.2 特征参数的确定 |
| 3.1.3 面向对象的算法设计 |
| 3.1.4 约束条件 |
| 3.2 参数可视化配置优化 |
| 3.2.1 溃口参数计算 |
| 3.2.2 粗糙度系数的计算 |
| 3.2.3 参数格网化处理 |
| 3.3 多格网尺度模拟并行优化 |
| 3.3.1 模型并行优化方法 |
| 3.3.2 模型并行计算流程 |
| 3.3.3 多格网尺度模拟准确性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 泥石流灾害场景动态构建与网络服务发布 |
| 4.1 总体体系架构 |
| 4.1.1 泥石流灾害可视化场景体系 |
| 4.1.2 泥石流灾害动态可视化数据流 |
| 4.2 虚拟地形环境场景快速构建 |
| 4.2.1 网络环境下全球虚拟地形场景构建 |
| 4.2.2 面向灾害全过程地形场景构建 |
| 4.3 泥石流灾害演进过程可视化 |
| 4.3.1 模拟计算结果数据分析 |
| 4.3.2 场景数据结构设计 |
| 4.3.3 动态可视化表达 |
| 4.4 可视化服务发布与交互分析 |
| 4.4.1 可视化服务发布 |
| 4.4.2 交互分析展示 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 案例试验与分析 |
| 5.1 案例区域与数据处理 |
| 5.1.1 案例区域介绍 |
| 5.1.2 数据预处理 |
| 5.2 原型系统研发 |
| 5.2.1 服务器端开发环境 |
| 5.2.2 客户端开发环境 |
| 5.3 泥石流灾害整体性风险度快速判定 |
| 5.3.1 泥石流灾害危险度评估 |
| 5.3.2 泥石流灾害易损度评估 |
| 5.3.3 泥石流灾害整体性风险度判定 |
| 5.4 泥石流灾害精细化风险评估分析 |
| 5.4.1 参数设置与传输 |
| 5.4.2 多格网尺度下模拟并行优化 |
| 5.4.3 泥石流灾害风险评估分析 |
| 5.4.4 泥石流灾害三维动态可视化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
| 已发表学术论文情况 |
| 学术活动 |
| 科研项目情况 |
四、流域三维可视化与数值模拟的实时交互运行（论文参考文献）
- [1]增强地理环境的虚实融合制图认知与方法研究[D]. 张国永. 中国科学院大学(中国科学院空天信息创新研究院), 2021(01)
- [2]基于Cesium的数据可视化技术在水利上的应用[J]. 乐世华,董静,张煦,刘卫林,田春思,李亦凡,吴志明,刘德龙. 人民珠江, 2021(03)
- [3]基于云平台的城市雨洪数值模拟系统及其可视化研究[D]. 赵仕霖. 大连理工大学, 2020(01)
- [4]洪涝过程模拟及三维实景展示方法研究[J]. 王俊珲,侯精明,王峰,同玉,杨东,石宝山. 自然灾害学报, 2020(04)
- [5]基于Cesium的流场可视化研究[J]. 乐世华,张尚弘,张煦,董静. 水利水电技术, 2020(07)
- [6]边坡三维地质体快速建模及可视化系统研发[D]. 陈方吾. 成都理工大学, 2020(04)
- [7]基于数字化双胞胎的三维可视化车间系统研究[D]. 王丰圆. 华中科技大学, 2019(03)
- [8]基于三维仿真的输(调)水系统实时调控实现平台研究[J]. 冶运涛,梁犁丽,龚家国,曹引,蒋云钟,赵红莉. 水利信息化, 2018(02)
- [9]梯级水库群调控的水动力水质仿真模拟技术[J]. 冶运涛,梁犁丽,曹引,龚家国,蒋云钟. 水利信息化, 2017(06)
- [10]用于泥石流灾害快速风险评估的实时可视化模拟分析方法[D]. 尹灵芝. 西南交通大学, 2018(10)