大规模地震数据多分辨率体绘制方法研究.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目大规模地震数据多分辨率体绘制方法研究专业学位类别电子与通信工程学号201222010838作者姓名曹琛指导教师姚兴苗副教授分类号密级UDC学位论文大规模地震数据多分辨率体绘制方法研究曹琛（作者姓名）指导教师姚兴苗副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2015.4.29论文答辩日期2

2、015.5.26学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月日答辩委员会主席评阅人Researchonmulti-resolutionvolumerenderingoflargescaleseismicdataAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:CaoChenAdvisor:YaoXingmiaoSchool:SchoolofCommunication&InformationEngineer

3、ing独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进

4、行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要作为三维数据场的一种可视化技术，体绘制因为其能够展现物体的内部信息，在多个领域开展了广泛的应用研究。随着采集测量技术的发展，三维数据场的数据规模越来越大，超过了单机内存或显存的存储空间。并行体绘制方法利用集群或者多个GPU进行三维数据场的分块并行绘制，并将绘制图像进行合并处理，从而解决大规模三维数据场的体绘制问题。但实际的应用环境很难满足并行体绘制对硬件的要求。在地震物探领域内，随着三维物探技术的发展，三维地震数据的规模也越

5、来越大。相对而言，人们感兴趣的地质目标的数据规模要小的多。基于此，研究人员提出了多分辨率的体绘制技术。其基本思想是将大规模三维数据场进行分块，针对不同的分块采用不同的分辨率进行绘制。由于三维数据场非目标区域的范围远大于目标区域，从而可以降低非目标区域的分辨率，达到降低整体数据规模的目标。本文针对多分辨率体绘制技术在解决大规模三维地震数据的体绘制上的问题，结合地震数据信噪比低、目标区域缺乏明显边界等特征开展研究，主要成果如下：提出了基于分块自适应性秩截断和多分辨率选择的张量近似方法。传统的多分辨率体绘制技术是根据信息熵来确定每一个分块的分辨率。与其他领域不同的是

6、，在地震物探领域内，三维地震数据存在众多的细微结构信息，并且具有很低的信噪比和很剧烈的数据变化。这导致每一个分块的信息熵都比较高。在确保数据压缩率的情况下，多分辨率处理损失了地震数据中的结构特征。近年以来，研究人员在多分辨率体绘制中引入了三维张量近似的思想。三维张量近似利用三维主成分分析（PCA），在多分辨率体绘制中保留了细微构造特征。针对基于张量近似的多分辨率体绘制中，每个分块的数据压缩率和分辨率确定的问题，本文提出了基于分块自适应性秩截断和多分辨率选择方法。其基本思想是根据误差门限自适应地确定压缩率和分辨率。仿真表明，本方法有效解决了基于张量近似的多分辨率体

7、绘制中的数据压缩率和分辨率的确定问题；提出了基于低秩残差迭代的张量分解方法。针对张量近似中存在高秩分解数据压缩率不足，低秩分解效果较差的问题，本文提出了基于低秩残差迭代的张量分解方法。其基本思想是通过迭代低秩分解后的残差，减少低秩分解的误差。仿真分析表明，本方法在确保数据压缩率的情况下，提高了低秩近似I摘要的绘制效果；提出了基于GPU间接插值的边界处理方法。将大数据进行分块处理是多分辨率体绘制的基本思想。这会导致在绘制图像中存在明显的分块效应。现有的解决方法是通过边界数据拷贝的思想，确保边界的绘制效果。这种方法不足之处在于引入了不小的额外冗余数据空间。本文提

8、出了基于GPU间接插值的