基于粒子系统的海洋非结构网格流场三维动态可视化

项目名称： 基于粒子系统的海洋非结构网格流场三维动态可视化

项目编号： No.41401529

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 艾波

作者单位： 山东科技大学

项目金额： 25万元

中文摘要： GIS领域的三维可视化研究已从几何特征（地表起伏）表达走向地理特征（地理过程）表达，需要将计算机图形学技术与地学领域专业模型结合以展示场景分布模式、揭示地理环境机理、预测地理过程趋势。本项目将针对当前物理海洋模拟中常用的非结构化网格模型FVCOM，基于粒子系统进行海洋流场三维动态可视化研究，通过高效粒子追踪方法和三维粒子系统动态制图方法，实现大量粒子的连续运动对三维流场进行动态模拟和表达。首先，本项目将探索三维非结构网格单元空间索引，优化粒子点定位算法，研究基于GPU的海量粒子追踪并行计算，建立高效粒子追踪方法。其次，研究三维粒子系统符号视觉变量体系，以格式塔原理为指导优化粒子符号和动态地图设计，通过“焦点+上下文”等策略消除三维粒子图形视觉混乱，建立粒子系统多尺度表达模型，发展结构清晰、层次分明、重点突出的三维粒子系统动态制图方法。

中文关键词： 粒子系统；海洋流场；三维可视化；粒子追踪；多尺度建模

英文摘要： The research focus of 3D GIS has changed from the visualization of terrain to the dynamic visualization of geographical process, which needs to integrate the computer graphics techniques with the geographical models. Taking the well-known FVCOM (Finite Vo

英文关键词： Particle system；Ocean flow field；3D visualization；Particle tracing；Multi-scale modeling