基于GPU的坡面细沟发育过程可视化模拟

发布时间：2018-03-29 07:06

  本文选题：坡面侵蚀　切入点：细沟发育　出处：《系统仿真学报》2017年03期

【摘要】：为了快速表现降雨条件下坡面水蚀微地貌的动态发育过程,构建了基于元胞自动机的坡面水蚀模型,提出了基于GPU的可视化模拟算法。模型包括降雨、入渗、产流、侵蚀、沉积和输沙等过程,通过对元胞应用简单的水沙交换规则来实现产流产沙的同步演化。利用Perlin噪声来模拟微地貌和降雨等侵蚀因子的空间分异性与随机性,增强了坡面细沟发育的真实性。结果表明,该模型能够有效表现坡面细沟发育过程的分形特征,借助GPU可以大大提高坡面水蚀可视化模拟的实时性。
[Abstract]:In order to express the dynamic development process of water erosion microtopography on slope surface under rainfall, a water erosion model based on cellular automata is constructed, and a visual simulation algorithm based on GPU is proposed. The model includes rainfall, infiltration, runoff generation and erosion. In the process of sediment deposition and sediment transport, the synchronous evolution of sediment yield and sediment production is realized by applying simple rules of water and sediment exchange to cells. The spatial differentiation and randomness of erosion factors such as microtopography and rainfall are simulated by Perlin noise. The results show that the model can effectively represent the fractal characteristics of the rill development process on the slope surface, and can greatly improve the real-time performance of the visualization simulation of slope surface water erosion with the help of GPU.
【作者单位】： 井冈山大学电子与信息工程学院;流域生态与地理环境监测国家测绘地理信息局重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(41561065) 江西省自然科学基金(20151BAB203038)
【分类号】：S157

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本文编号：1680076