中国近海潮汐数值模型及可视化应用研究

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为适应不断发展的信息技术,电子海图已经作为辅助导航的重要手段而逐渐取代了纸质海图,潮汐作为辅助航海的必要信息在其可视化方面与电子海图的叠加有着重要的研究意义。本文以完善电子海图的辅助导航功能为目标,结合潮汐计算和科学计算可视化基本理论,深入分析并研究了潮汐可视化的不同方法。论文的主要工作有:首先,介绍了潮汐和科学计算可视化的基本理论及中国近海潮汐的概貌,由潮汐的本质及实际应用和数字高程的广义定义,提出了潮汐DEM,将潮汐的可视化拓展到了在空间上的连续,接着以潮汐辅助航海应用为出发点,结合科学计算可视化的基本参考模型,得出了潮汐可视化的参考模型,为潮汐可视化确定了基本的思路。然后,本着提高人机交互程度、为辅助航海决策提供灵活的可视化方案的原则,结合实际应用给出了潮汐可视化的设计框架,并出于对潮汐潮流同时产生和同时查询的必要性方面的考虑,从功能上将潮汐可视化总体上分为:单点潮汐、潮流可视化,区域潮汐、潮流可视化四种显示方法。在与电子海图的融合方面分别给出了各种可视化方法的具体功能设计。最后,侧重于区域潮汐潮流的可视化实现,首先给出了以组件模型为基础的动态区域潮汐可视化和以三维图形库OpenGL为基础的初步静态区域潮汐可视化,并对于目前本文所做的工作在静态区域潮汐可视化上进行了对比分析。然后给出了动态区域潮流场的可视化。在总结了本文的工作后,详细地指明了未来潮汐可视化的实现方向。
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