台风三维建模与交互可视化分析方法研究
发布时间：2021-05-17 16:06
全球气候变化背景下,我国极端天气事件频繁发生,损失日益严重。在这些自然灾害中,台风灾害是发生频率最高、影响范围最大、损失较严重的自然灾害之一。如何提高台风预报预警和应急管理水平,减轻台风灾害风险已成为我国综合减灾防灾面临的重大挑战。台风结构与过程的可视化和分析技术可以为台风预报预警提供技术支撑。然而,台风是一个巨大而复杂的气旋,表现在数据具有多源性、多维性、数据量大和多尺度等特征,在不同地空环境下对其建模挑战性与重要性。目前,台风的可视化大多采用数值模拟的方法,这些可视化技术远远不能满足台风预报、评估方面的需求,气象资料的三维可视化和分析已成为一个趋势。为此,本研究采用中尺度天气WRF模式模拟两个不同登陆方式的超强台风“蔷薇”和“莫兰蒂”,将台风多时态、多维度、多属性的变量依据等压面值分离,制作适用于台风三维可视化的体数据。采用体绘制光线投射算法和WebGL技术开发了基于B/S端的台风体绘制平台,将台风体数据进行体可视化,实现了浏览器端多变量复杂气象数据可视化展示。为实现在一个场景中对多个可视化结果进行混合体绘制,借助VAPOR气象可视化软件强大的图形处理能力对台风进行三维建模,综合更...
【文章来源】：福建师范大学福建省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
文摘
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 台风可视化国外研究现状
1.2.2 台风可视化国内研究现状
1.3 研究目标、内容、技术路线
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
第二章 台风体绘制技术
2.1 体绘制概述
2.2 体绘制基本原理
2.3 光线投射算法
2.4 适用于台风的体绘制改进算法
2.4.1 台风体绘制的特点
2.4.2 算法改进的思路
2.4.3 具体的算法实现
第三章 台风体可视化
3.1 台风的结构分析
3.2 数据处理
3.2.1 数据来源
3.2.2 “穿台”台风“蔷薇”
3.2.3 “绕台”台风“莫兰蒂”
3.2.4 台风因子分解
3.2.5 台风体数据构建
3.3 台风场可视化
3.3.1 B/S体绘制效果展示
3.3.2 C/S体绘制效果展示
第四章 台风可视化分析
4.1 位温可视化
4.2 地形对台风的影响分析
4.2.1 地形对“蔷薇”的影响分析
4.2.2 地形对“莫兰蒂”的影响分析
4.3 副热带高压对台风的影响分析
4.4 风速动态可视化分析
4.5 云微物理过程动态可视化
第五章 总结与展望
5.1 研究总结
5.2 创新点
5.3 不足与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于虚拟地球的台风多维动态可视化系统的设计与实现[J]. 胡自和,刘坡,龚建华,王群. 武汉大学学报(信息科学版). 2015(10)
[2]多组件融合的WRF模式气象数据可视化平台[J]. 杜景林,朱兴宇. 计算机工程与设计. 2015(09)
[3]台风眼壁及周围螺旋云带云属性垂直分布研究[J]. 史兰红,崔林丽,赵兵科,杨再福,陈勇航,王文彩,赵依萍,站乐,张嘉伟. 热带气象学报. 2015(01)
[4]地形及下垫面对渤海大风影响的数值研究[J]. 盛春岩,李建华,范苏丹. 气象. 2014(11)
[5]面向台风数据体绘制的传输函数研究[J]. 向俊利,范茵,许屏,李宝强. 计算机应用与软件. 2013(10)
[6]WRF模式中积云对流参数化方案对西北太平洋台风路径与强度模拟的影响[J]. 李响. 中国科学:地球科学. 2012(12)
[7]海洋表层温度对台风“蔷薇”路径和强度预测精度的影响[J]. 赵彪,乔方利,王关锁. 海洋学报(中文版). 2012(04)
[8]GPU加速的台风可视化方法[J]. 秦绪佳,张勤锋,陈坚,郑红波,徐晓刚. 中国图象图形学报. 2012(02)
[9]基于体数据分类的直接体绘制传输函数研究[J]. 谭国珍. 计算机光盘软件与应用. 2012(03)
[10]新一代中尺度预报模式（WRF）国内应用进展[J]. 王晓君,马浩. 地球科学进展. 2011(11)
博士论文
[1]副热带高压中心云和降水及热带和副热带穿透性对流活动分布特征[D]. 冯沙.中国科学技术大学 2012
[2]工业CT数据分析及可视化关键技术研究[D]. 马晓晨.天津大学 2009
硕士论文
[1]WRF与CFD嵌套的局地台风风场数值模拟研究[D]. 杨剑.哈尔滨工业大学 2015
[2]对称与非对称台风对东海南海风暴潮影响比较[D]. 高钦钦.华东师范大学 2012
[3]基于WRF大气模式的大风过程波浪模拟[D]. 谭凤.天津大学 2012
[4]台风过程动态可视化与预警信息发布方法研究[D]. 刘开兵.福建师范大学 2011
[5]时变气象体数据的可视化技术研究[D]. 高希伟.浙江大学 2011
[6]揭阳市气象局实时监测、预警及决策系统的研究与设计[D]. 郑继玲.电子科技大学 2010
[7]上海沿海地区台风风暴潮灾害情景模拟及风险评估[D]. 谢翠娜.华东师范大学 2010
[8]基于WRF模式的下击暴流数值模拟[D]. 李健群.武汉理工大学 2009
[9]三维气象数据的可视化研究[D]. 屠文洁.浙江大学 2008
[10]台风三维建模与视景仿真研究[D]. 朱震毅.同济大学 2008
本文编号：3192051
【文章来源】：福建师范大学福建省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
文摘
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 台风可视化国外研究现状
1.2.2 台风可视化国内研究现状
1.3 研究目标、内容、技术路线
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
第二章 台风体绘制技术
2.1 体绘制概述
2.2 体绘制基本原理
2.3 光线投射算法
2.4 适用于台风的体绘制改进算法
2.4.1 台风体绘制的特点
2.4.2 算法改进的思路
2.4.3 具体的算法实现
第三章 台风体可视化
3.1 台风的结构分析
3.2 数据处理
3.2.1 数据来源
3.2.2 “穿台”台风“蔷薇”
3.2.3 “绕台”台风“莫兰蒂”
3.2.4 台风因子分解
3.2.5 台风体数据构建
3.3 台风场可视化
3.3.1 B/S体绘制效果展示
3.3.2 C/S体绘制效果展示
第四章 台风可视化分析
4.1 位温可视化
4.2 地形对台风的影响分析
4.2.1 地形对“蔷薇”的影响分析
4.2.2 地形对“莫兰蒂”的影响分析
4.3 副热带高压对台风的影响分析
4.4 风速动态可视化分析
4.5 云微物理过程动态可视化
第五章 总结与展望
5.1 研究总结
5.2 创新点
5.3 不足与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于虚拟地球的台风多维动态可视化系统的设计与实现[J]. 胡自和,刘坡,龚建华,王群. 武汉大学学报(信息科学版). 2015(10)
[2]多组件融合的WRF模式气象数据可视化平台[J]. 杜景林,朱兴宇. 计算机工程与设计. 2015(09)
[3]台风眼壁及周围螺旋云带云属性垂直分布研究[J]. 史兰红,崔林丽,赵兵科,杨再福,陈勇航,王文彩,赵依萍,站乐,张嘉伟. 热带气象学报. 2015(01)
[4]地形及下垫面对渤海大风影响的数值研究[J]. 盛春岩,李建华,范苏丹. 气象. 2014(11)
[5]面向台风数据体绘制的传输函数研究[J]. 向俊利,范茵,许屏,李宝强. 计算机应用与软件. 2013(10)
[6]WRF模式中积云对流参数化方案对西北太平洋台风路径与强度模拟的影响[J]. 李响. 中国科学:地球科学. 2012(12)
[7]海洋表层温度对台风“蔷薇”路径和强度预测精度的影响[J]. 赵彪,乔方利,王关锁. 海洋学报(中文版). 2012(04)
[8]GPU加速的台风可视化方法[J]. 秦绪佳,张勤锋,陈坚,郑红波,徐晓刚. 中国图象图形学报. 2012(02)
[9]基于体数据分类的直接体绘制传输函数研究[J]. 谭国珍. 计算机光盘软件与应用. 2012(03)
[10]新一代中尺度预报模式（WRF）国内应用进展[J]. 王晓君,马浩. 地球科学进展. 2011(11)
博士论文
[1]副热带高压中心云和降水及热带和副热带穿透性对流活动分布特征[D]. 冯沙.中国科学技术大学 2012
[2]工业CT数据分析及可视化关键技术研究[D]. 马晓晨.天津大学 2009
硕士论文
[1]WRF与CFD嵌套的局地台风风场数值模拟研究[D]. 杨剑.哈尔滨工业大学 2015
[2]对称与非对称台风对东海南海风暴潮影响比较[D]. 高钦钦.华东师范大学 2012
[3]基于WRF大气模式的大风过程波浪模拟[D]. 谭凤.天津大学 2012
[4]台风过程动态可视化与预警信息发布方法研究[D]. 刘开兵.福建师范大学 2011
[5]时变气象体数据的可视化技术研究[D]. 高希伟.浙江大学 2011
[6]揭阳市气象局实时监测、预警及决策系统的研究与设计[D]. 郑继玲.电子科技大学 2010
[7]上海沿海地区台风风暴潮灾害情景模拟及风险评估[D]. 谢翠娜.华东师范大学 2010
[8]基于WRF模式的下击暴流数值模拟[D]. 李健群.武汉理工大学 2009
[9]三维气象数据的可视化研究[D]. 屠文洁.浙江大学 2008
[10]台风三维建模与视景仿真研究[D]. 朱震毅.同济大学 2008
本文编号：3192051
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/3192051.html
