浅谈基于三维可视化技术的流域仿真模拟研究

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1、大连理工大学硕士学位论文基于三维可视化技术的流域仿真模拟研究姓名：张彦召申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：韩敏20061201大连理工大学硕士学位论文摘要三维空间信息可视化是数字流域亟待解决的关键技术，是地球空间信息技术发展的现有对流域水资源管理是十分重要的。目前数据信息的二维表现方式已不能满足现代化管理的需要，如何利用三维可视化技术表达各类信息，并将其与水流运动数学模型相结合分析流域中洪水过程的变化规律是急需解决的问题。本文以松嫩流域扎龙湿地为主要对象，对流域三维可视化虚拟场景构建和洪水演进实时动态模拟及其实现方法进行

2、研究，着重探讨洪水流场模拟分析和断面分析问题的解决方法。洪水数学模型是流域可视化研究的核心部分，现有的商用模型系统存在软件扩充困难等问题，而一些模拟算法不能满足精度或实时性要求，影响了模拟的科学性和准确性。针对这些问题，本文采用水力学模型计算洪水数据，在VC++结合OpenGL构建的三维可视化虚拟场景中直观表达计算结果，实时模拟洪水在流域中的变化过程。针对目前流场模拟方式大多存在模拟时间滞后、缺乏可控性等问题，本文提出基于水力学模型计算得到的流速数据，在三维虚拟场景中利用OpenGL绘制洪水流速矢量图的方法进行流场动态模拟分析，在流速变化

3、较大区域和需要重点观测区域，提取断面，分析断面和洪水淹没情况，从而解决洪水流场数值可视化的问题，为洪水数学模型的研究与应用提供更加直观有效的分析手段。为实现数据的共享和满足更大范围内的三维可视化需要，将已建立的三维虚拟场景和洪水过程在Internet网络上进行发布和演示，通过Java结合虚拟现实建模语言建立网络平台。在此基础上构建三维可视化仿真系统，充分发挥c／S与B／S两种模式各自的长处，实现在局域网和广域网上洪水数值模拟的三维可视化，并进一步将其应用于新安江流域河道研究中。三维可视化仿真系统在湿地和河道中的应用表明：三维可视化技术与水

4、力学模型结合极大地提高了模型计算结果的处理速度，实现了在三维虚拟场景中对洪水变化规律的直观模拟与分析，对于流域防洪决策及洪水资源利用有实际意义。关键词：数值模拟；三维可视化；网络发布；流场模拟；断面分析大连理工大学硕士学位论文ResearchofValleySimulationBasedonThree—dimensionVisualizationTechnologyAbstractThethreedimensionsDaceinformationvisualizationisvitalsignificancetobasinwaterres

5、ourcemanagement．Consideringthatatpresenttwodimensionalvisualizationwayhasnotbeenabletomeetthedatainformationrequirements．Itisimperativetostudyhowtousesthethreedimensionalvisualizationtechnologytoexpressallkindsofinformation．furtherintegratedvisualizationandhydrodynamicsmo

6、deltoanalyzefloodrole．ThemainstudyobjectisZhalongWenandinSongnenBasin．Theresearchofvalley3Dvisualizationsceneconstructionandfloodroutingsimulationrealizationmethodaredealt，thesolutionoffloodflowfieldsimulationandcrosssectionanalysisarediscussemphatically．Mathematicalmodel

7、iscorepartofbasinvisualizationresearch，whichdirectlyaffectsscientificityandaccuracy．Thecommercialmodelsystemhasquestionsofsol[wareexpanddifficulty。andsomeotheralgorithmcannotsatisfyprecisionorthereal．timerequirement．sothehydraulicmodelisbuilt．nleresultsaredisplayedvividly

8、invirtualscenewhichisestablishedwithprogramlanguageofVistlalC++andOpenGL．Atpresentflowfieldsimul