基于Cesium的流场可视化研究

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。     

基于Cesium的WebGIS流域虚拟场景搭建

为了在Web端更直观展示三维数字流域可视化信息,结合广泛运用于实际工程项目的倾斜摄影技术、BIM模型、WebGL可视化等前沿热点技术,介绍了基于地图引擎Cesium搭建流域虚拟可视化场景环境的方法。Cesium是一个基于WebGL的开源三维地图引擎,它解决了传统插件式Web三维虚拟场景兼容性差的问题,实现跨平台三维流域信息Web端流畅加载。采用Java Script与WebGL为开发语言,基于B/S架构,采用缓存下载、切片技术实现地形与影像的集成加载;采用3DMAX、Revit、Super Map iDesktop等工具实现倾斜摄影模型与精细模型的转换与集成加载;采用nginx反向代理,Ajax异步调用技术实现水情信息的集成可视化;最后达到了流域多种信息集成显示的效果,对基于Web的流域仿真具有较好的参考价值。为流域模拟仿真WebGIS平台探索了快速智能的搭建方案。     

基于Cesium的数据可视化技术在水利上的应用

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。     

数字流域三维虚拟仿真系统综述

近年来,虚拟现实技术在我国得到了快速的发展,并应用于各行各业。文中主要综述三维虚拟仿真系统在以三维可视化和仿真模拟为目标的数字流域实时仿真系统中的应用。     

OpenGL在计算水力学后处理中的应用

提出基于水力学模型计算得到的流场数据,运用多种高级计算机语言混合编程,并与通用图形库OpenGL结合的开发模式,实时模拟洪水在流域中的变化过程。从而解决了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。     

大规模数据流场并行可视化研究进展

水动力学数值模拟是研究水流运动的重要科学方法,可视化是分析数值模拟计算结果的关键方法.本文从并行模式层面回顾了流场可视化现状,并对比了后处理与原位可视化两种模式的优劣势,着重阐述了原位可视化的实现方法与应用案例.针对目前流场可视化技术中的不足,指出今后流场并行可视化应从精确性、时效性与交互性等方面加强研究.     

南水北调中线工程三维仿真系统开发

开发了南水北调中线工程三维仿真系统,将整个中线工程及周边地形地貌在计算机上进行了虚拟再现。应用地形自动建模软件TerraVista和地物建模软件Creator,完成了大范围地形地物数据的建模。采用两级地形三级纹理分块动态载入的方法解决大地形调度问题,同时实现了二维导航漫游、信息查询、渠道水流模拟等方面的功能,为南水北调中线工程的研究提供了三维可视化辅助平台。     

基于Vega Prime的流场三维动态可视化研究

基于数学模型的洪水演进计算输出结果通常表达为数值表示的水位流速场,为了探寻洪水演进的规律,借助可视化的手段将数据进行了基于图像图形的直观表达;同时以虚拟现实平台软件Vega Prime为基础,分析了实现流场动态可视化的技术框架、实现方法,并通过实例对该方法进行了验证。结果表明,该方法能较好地实现流场的可视化表现,可用于超大流量天然河道洪水演进模拟。     

苏帕河流域梯级电站可视化动态管理

适应当前科技兴国大战略形式,紧密结合地方实际工程建设,介绍了苏帕河流域梯级电站可视化动态管理理论和方法。文章首先介绍了网络环境下苏帕河流域梯级电站综合信息的高效管理和应用,随后阐述了苏帕河流域梯级电站施工的可视化动态管理与控制,包括基于可视化仿真的各个工程进度、投资的可视化管理与控制,最后,讲述了苏帕河流域梯级电站联合优化调度的思路和方法。提高了苏帕河梯级水电站工程施工及运行管理决策科技含量,大大提高了管理效率。     

流域数学模拟系统发展方向及关键技术

重点介绍了黑河流域综合模型、数字流域模型、二元演化模拟系统以及黄河数学模拟系统等4个流域模拟系统的新进展;从发展理念、生产方式、质量评测、集成建模以及支撑途径等5个方面,凝练了系统模拟系统发展新态势,突出水-经济-生态过程的耦合模拟,注重构件化组装的集约化生产方式,突出模型科学评价和公共开发环境建设,重视多源数据同化和模型参数化.今后一个时期,要重点做好数学模型不确定性及评价技术、数学模型复杂数据高效存取及其仿真可视化、协调大尺度和跨学科模型集成及云服务技术、三维/四维变分同化技术、基于物联网的混合虚拟河流试验技术、水循环及其多物质输移过程和模拟技术等方面研究工作.