基于线性八叉树的光线投射体绘制算法改进研究

体视化是地学信息三维可视化研究的前沿技术之一，体绘制算法的效率直接关系到体视化的效果。本文在研究已有光线投射体绘制改进算法的基础上，提出利用线性八叉树数据结构对光线投射体绘制算法进行改进研究，不仅实现了体数据的压缩。而且能对压缩体数据进行直接体视化。在PC机上的实验表明，该方法具有时间复杂度与数据复杂度基本无关的特点．加速效果明显。最后，文章指出了该方法的适用范围。     

强台风下带挑檐双坡低矮房屋风荷载特性大涡模拟方法适用性研究

该文基于相关现场实测和风洞试验结果,对强台风下带挑檐低矮双坡房屋气动荷载特性进行了大涡模拟(Large-eddy simulation, LES)研究。研究了台风脉动风场人工合成方法、近壁区网格划分策略及壁面边界条件等模拟参数对带挑檐双坡低矮房屋风荷载特性影响,定量分析利用大涡模拟预测强台风下低矮房屋屋面风压特性的可靠性,并基于大涡模拟全流场信息分析了低矮房屋周边钝体绕流瞬态特征。研究结果表明:基于CDRFG(Consistent discretizing random flow generation) 人工合成湍流方法可以准确模拟具有高湍流度特性的台风风场,并通过先验的网格划分策略可以实现来流湍流自保持性。大涡模拟能够得到与现场实测及风洞试验较一致的平均和脉动风压系数,且极值风压系数在30%误差范围的可靠度达85%以上。迎风挑檐会导致屋面前缘流动分离提前发生,但对迎风前缘屋面风压分布规律影响较小。挑檐下缘形成的分离泡产生较大脉动吸力,挑檐局部净风压系数未显著增大。该文有助于进一步提升强台风下低矮房屋风荷载模拟的有效性,更加深入的掌握低矮房屋的风致破坏机理,为低矮房屋的抗风设计及抗风性能优化提供重要参考。     

地下水流场的3维数值模拟及可视化研究——以常州-武进地区为例

通过研究常州一武进地区地下水流场的3维数值模拟，揭示了该地区产生地面沉降的主要成因。首先分析了该地区的水文地质条件，在此基础上建立了第Ⅱ承压含水层地下水流场的3维数值模型，采用3维有限差分法对其进行数值求解，并利用体视化中的混合体绘制算法，结合计算机动画技术实现了地下水流场的3维动态可视化。经过研究发现：该地区第Ⅱ承压含水层是最主要开采层，其长期超采是产生地下水降落漏斗与地面沉降的主要原因；地下水降落漏斗中心主要分布在沪宁铁路沿线工农业发达的人口密集区，地面沉降范围与地下水降落漏斗范围基本吻合，且沉降量和沉降速率与地下水位下降幅度和下降速度趋势一致；但是当地下水位出现大幅回升时，地面回弹现象并不明显，这表明地面沉降基本上是不可逆的。因此，该地区必须严格控制第Ⅱ承压含水层的地下水开采量，以免造成环境地质灾害的进一步恶化。     

基于RS与GIS的杞麓湖流域土地利用变化分析

通过遥感(RS)技术获得的土地利用时间序列信息,分析杞麓湖流域土地利用的动态变化以及未来发展趋势。以杞麓湖流域1988年、1996年、2006年、2016年4期Landsat遥感数据为基础,在遥感与地理信息系统(GIS)技术支持下,遥感解译获取4个时段土地利用类型图,结合空间格局、转移矩阵、动态度、利用程度、空间重心,分析了该区域1988—2016年期间土地利用变化特征及其驱动机制。结果表明:空间格局上,林地变化最多,耕地次之,并且大部分耕地转化为建筑用地,其他用地不断向耕地、林地转化;土地利用重心不断向北发展,说明北部经济及其城镇化发展比南部快;方位变化表明该区域西部发展前期大于东部。最后通过驱动机制分析,发现社会经济因素是该区域土地利用变化的主要驱动因素,并且驱动作用不断扩张。研究成果可为该区土地利用可持续发展提供科学依据。     

轻量化卷积神经网络遥感影像建筑物提取模型

遥感影像中的建筑物是城市大数据采集、分析的重要来源。大规模、高精度的遥感影像建筑物提取模型对智慧城市时空大数据建设、推动城市智能计算具有重要意义。当前建筑物提取模型通常利用大型卷积神经网络模型或多种网络模型串联，并辅以其他边界细化算法来提高建筑物提取的精度。但是，网络模型的大型化、复杂化对计算资源消耗高，需要更多的训练时间或算力，不利于大规模快速的网络模型训练预测及在便携式等终端设备上部署应用。因此，研究面向大规模快速的遥感影像建筑物提取，提出一种轻量化全卷积神经网络模型和特征融合方案，模型参数较轻量化前减少约40%,GPU内存占用下降33.61%，平均训练时间和预测时间分别下降32.40%和26.31%。融合后的模型在公开数据集测试得到的MIoU精度在74.14%左右，达到了保证高精度建筑物提取前提下模型轻量化的预期。