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网格划分是电离层层析的重要一环,也是影响层析精度的重要因素之一。然而,现有研究更多地关注如何通过反演算法及模型来提高精度,较少关注格网划分这一手段。本文拟从格网划分这一角度来对电离层层析方法进行优化。先利用若干试验研究了格网分辨率与层像精度的关系,然后在此结论基础上提出了一种通过降低非感兴趣区域格网分辨率来提高感兴趣区域层像精度的方法。为验证本文方法的可行性,分别开展了两个不同的层析试验。两个试验同时表明:相对于传统的格网划分方法,本文方法在均方根误差、平均绝对误差、68%及95%百分位、标准差等多个精度指标上均具有优势。根据本文试验,利用本文方法均方根误差及平均绝对误差可望分别减少15%至40%。 相似文献
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元胞自动机结构简单且具备模拟复杂系统的能力,已被广泛应用于大气、流体力学、地球物理等领域。然而,现有元胞自动机以欧氏空间为约束进行地球系统过程模拟,忽略了地球重力等天然约束,导致计算过程中元胞状态的传递方向与真实运动的趋势方向不相符,一定程度上扭曲了最终的模拟结果。本文提出了地球系统元胞自动机这一概念,并从元胞表达及构建、邻居模型等方面设计了基于SDOG-ESSG格网的地球系统元胞自动机框架。由于演化规则取决于不同的应用,因此本文进一步以地壳的热传递为例,通过对热力学方程离散化设计了相应的演化规则。最后,借助公开的数据源开展了地壳热传递元胞自动机模拟的初步试验,并与一定区域下的数值模拟结果展开了比对。试验表明,与数值模拟方法相比,本文方法的模拟结果相对误差控制在27%以内,具备一定程度的可行性,可作为地球系统过程模拟的一种新思路。 相似文献
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基于VisIt的全球科学数据并行可视化——以大气温度场为例 总被引：1，自引：0，他引：1
针对当前大规模全球科学数据可视化中存在的单机可视化数据量有限、从底层开发并行可视化系统难度大等问题,该文基于分布式环境和VisIt,提出了一种简便、开放而又有效的大规模全球科学数据可视化方法。介绍了VisIt的体系结构及运行机制,给出了自定义数据的并行可视化方法;并基于NCEP数据集及全球空间格网,在小规模集群环境下实现了小粒度适应性球体退化八叉树格网(SDOG)下的全球大气温度场的并行可视化。VisIt的并行可视化性能测试结果表明:通过增加计算节点,VisIt能有效摆脱传统单机可视化对数据量的限制,可实现大规模全球科学数据的并行可视化。 相似文献
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利用集群架构和分布式并行可视化工具 VisIt,编写了自定义插件,实现了基于大规模地球系统格网组织下的全球科学数据并行可视化,并设计实验对其并行可视化性能进行了对比分析.实验发现: VisIt完成一次渲染的加速比及并行效率随着核数的增加逐渐降低;采用 GPU 渲染,可以很好地提高并行渲染的效率.但在核数和 GPU 个数同步增加的情况下,由于核间通信、 GPU 间通信以及核- GPU 间通信等,VisIt一次渲染的并行运行时间并无明显降低.随着数据量增加,VisIt对单位数据量的运行时间却逐渐减低.实验表明,VisIt可较高效地完成大数据量的并行渲染.该方法和结论可供地学领域大规模海量数据可视化研究参考. 相似文献
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基于球体退化八叉树的全球三维网格与变形特征 总被引：8，自引：3，他引：5
基于投影的度量空间变换为数字地球及数字区域建设带来了几何裂缝、投影变形等问题,解决问题的根本途径是摒弃投影.直接在球体流形空间建立统一的地球空间基础框架.该文将球面离散网格向球体内部扩展,基于球体退化八叉树提出一种全新的全球三维空间网格剖分方法--球体退化八叉树网格(SDOG).SDOG具有多层次、多分辨率特性,且网格单元面积、体积变形稳定,可对包括地球在内的任意球体进行有序的多层次三维空间剖分,可为全球空间数据集成组织与检索、多层次空间建模与可视化、地球系统科学研究等提供统一的地球空间基础框架. 相似文献
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矿井测量、变形与沉陷控制等矿业特色课程是面向矿山与地下测绘人才培养的核心课程,直接到地下矿山开展真实实验教学,高危环境下安全风险大、影响生产,并且由于采矿与岩层移动过程不可逆、地层内部矿体几何特征不可见,以及精密陀螺经纬仪等贵重仪器实验成本高、寿命短等问题,成为提高人才培养质量的瓶颈。近年来,笔者开展了将虚拟仿真实验与测绘工程专业教学相结合的探索,构建了矿山测量虚拟仿真实验教学系统,较好地解决了上述问题。本文主要介绍了矿山测量虚拟仿真实验教学系统的设计思路、框架、主要模块、功能及应用效果。 相似文献
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基于球体退化八叉树格网的地球系统空间格网(SDOG-ESSG)是地球系统科学与空间信息领域的重要的研究工具和手段。SDOG-ESSG格网码与现有空间参考相互转换的关键问题即球体坐标系与SDOG-ES-SG格网码的正向转换与逆向转换的算法。通过引进6种列-行-层坐标系并导出有关计算公式,借鉴Morton码行列二进制位交错的特性,分别设计了正向转换与逆向转换算法过程,在此基础上,理论分析并实验验证了两算法的时间效率。结果表明,两转换算法非常高效,其时间消耗基本与SDOG-ESSG的主剖次和副剖次呈线性关系,时间复杂度为O(n);在PC环境下,每秒能实现106～107次的转换运算,1次转换相当于101～102次的除法运算。 相似文献
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球体退化八叉树网格编码与解码研究 总被引：4，自引：1，他引：3
球面离散网格只进行地球表面剖分,而球体退化八叉树网格(SDOG)可对整个球体空间进行多层次连续的三维递归剖分,且网格大小均匀、变形稳定,适合作为全球三维空间基础框架.该文研究SDOG的编码与解码问题,剖析了SDOG网格编码的原理,提出两种网格编码方法,即单层次退化Z曲线填充编码(SDZ)和多层次退化Z曲线填充编码(MDZ),设计了相应的编码与解码算法.通过实验比较了SDZ、MDZ和QuaPA主码在编码效率、解码效率及编码长度方面的差异,结果表明MDZ是一种优异的多分辨率动态网格编码方法,可服务于基于SDOG的全球三维空间基础框架. 相似文献
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层析是电离层三维结构反演的重要技术.增加约束可缓解层析模型的病态问题.然而,迭代层析中,大量无射线穿过的网格易对施加的约束产生与真实意图相违背的约束结果(称负面约束).针对该问题,提出了一种参数平滑的迭代层析方法(iterative tomography method via parameters smoothing, ITPS).每次迭代中,先用Chapman函数及最小二乘法拟合及改正每一垂直剖面,获取关于Chapman函数参数的二维图像,然后用移动窗口法平滑各参数图像并以此改正各网格的电子密度.实验表明：ITPS方法可一定程度上减少负面约束并抑制层像的扰动.相对于MART和CMART算法,ITPS方法在垂直剖面、F2层临界频率(foF2)、F2层峰值高度(hmF2)、斜电子总含量(Slant Total Electron Content, STEC)及hmF2以上电子密度等方面均具有更佳的表现.相对于精度较高的CMART算法,ITPS方法在f... 相似文献