多维数字战场态势可视分析研究

针对现有多维数字战场态势表现方式较为单一、可视化维度不够全面等问题,提出采用平行坐标曲线散点图技术对多维数字战场态势进行可视分析的方法.通过对典型战术应用的分析,提炼态势分析的多维战场元素,设计态势分析的平行坐标曲线散点图以及人机交互技术,使作战指挥人员能够有效的观察和分析多维战场态势信息之间的关系.实验表明,该可视分析方法展示多维数字战场态势可视化效果良好,可快速直观的提取有用信息,展现多维信息及其各属性之间的关系,达到交互级战场态势可视分析.

一种改进的地理交通信息热图可视化方法

为了解决图可视化中的边混乱问题,并展现与地理信息相关的数据信息,在基于地理交通信息的边绑定算法基础上,利用热图展现交通路径的数据信息,通过热度值与颜色之间的映射展现路径上人口迁徙频繁程度;为解决热图可视化过程中计算速度问题,利用四叉树结构对地域进行划分,并将热点按照影响域与地域挂接,加快热度值计算速度。实验结果表明:引入热图的基于地理交通信息边绑定算法在有效降低图的混乱度基础上,实现了热度强度的直观展现;四叉树结构引用,大幅度降低了运算时间,最大加速比约为7.6,取得了良好的运算效果。

基于Web和CORBA技术的异构数据源集成

提出使用CORBA ,Java和XML技术来解决异构数据源集成问题 ,设计了异构数据源集成系统。该系统分为应用层、全局数据操作层、局部数据操作层和数据源系统层。它通过Web对异构数据源进行互连查询 ,并通过Web对数据源进行远程配置 ,可实现数据源的即插即用。使用数据类型的两级映射 。

基于枚举四叉树的多分辨率几何图像绘制方法

为提高多分辨率几何图像的实时绘制效率,将枚举四叉树思想引入到传统四叉树的设计中,提出以单个枚举四叉树节点作为独立渲染单元的方法,极大地减少了绘制函数的调度次数.针对实时绘制时几何图像不同层次边缘易产生裂缝的现象,采用枚举四叉树的结构,在数据预处理阶段构造基础渲染节点时用分段函数消除节点内部的裂缝;实时绘制阶段在GPU上使用反正切函数控制顶点偏移,消除节点间的裂缝.实验结果证明,枚举四叉树结构能充分利用GPU的批量处理能力,有效地提高了绘制效率;裂缝处理算法易于GPU实现,获得了较高的帧率和较好的绘制效果.

基于数据相似度的多维海洋数据交互式集成可视化

为充分挖掘多维海洋数据中的隐藏信息,提出一种基于数据相似度的多维数据交互式集成可视化方法。引入平行坐标作为交互工具,以颜色条带表示用户感兴趣数据集;设计一种迭代式alpha颜色混合方法,对条带重叠区域的颜色进行处理以实现相关信息的有效表征;引入数据相似度概念并给出形式化定义,通过颜色空间RGB与HSL之间的相互转换,改变混合色亮度实现其区别表征。实验结果表明,基于数据相似度的多维数据集成可视化方法不仅能够将多个相关数据集以集成的方式同时展现,并且还对各组交互数据集的相似度进行了区分表征,细化了信息展现层次,有效提高了可视化结果的信息承载量。

GPU加速的多分辨率几何图像快速绘制方法

为实现多分辨率几何图像的高效逼真绘制,将满足饱和性质的层次包围球概念与基于屏幕空间的误差判据思想引入到节点误差测度函数的设计中,提出一种适用于视点相关几何图像的节点误差测度函数.针对传统多分辨率几何图像裂缝消除算法复杂、难以用GPU加速的问题,使用正切函数控制顶点偏移;在GPU上快速消除几何图像四叉树结构的不同分辨率节点绘制时出现的裂缝,实现了节点间网格的快速平滑过渡.实验结果证明,该节点误差测度函数能实现几何图像四叉树节点的精确选择,三维模型特征保持明显;裂缝处理算法易于GPU实现,能获得较高的帧率.

基于平行坐标主维度的多变量传递函数设计方法

为解决多变量体数据高效绘制时操作复杂、不易分析和表达的问题,将平行坐标与交互操作应用到传递函数设计中,并通过引入平行坐标主维度概念提出一种平行坐标与传递函数曲线相结合的设计方法.针对目前基于平行坐标的高维传递函数设计方法不灵活、调节烦琐的问题改进强度梯度直方图,并提取主维度数据特征;实现平行坐标自适应范围选择并进行指导性范围调节;把满足平行坐标各维度条件的采样点空间位置映射至主维度,提取数据范围实时生成传递函数曲线.实验结果表明,该方法能有效地降低高维传递函数设计的复杂度,提高传递函数调节灵活度,在实现实时交互的同时还可有效地增强绘制效果.

细节平滑过渡的GPU构网地形渲染

针对Yusov等2011年提出的GPU构网的地形绘制算法中块内细节层次计算过度依赖相邻块,块内细节展现不够精确问题,提出将块内与边细节层次分开计算方式,块内细节层次根据当前块内顶点空间误差计算,边细节层次根据当前块边上顶点空间误差计算.对Yusov算法中地形块LOD快速变换时的顶点突变问题,提出在地形块的各LOD之间以插值方式引入过渡层,实现细节变换平滑过渡;实验结果表明在不影响原算法绘制速度的前提下,块内细节展现更高,地形块细节层次快速变换时顶点高程过渡更加平缓,得到了较高的绘制质量.

块纹理合成中纹理块尺寸自适应算法

分析了块纹理合成方法中纹理块尺寸对合成结果的影响,经过对大量不同类型纹理图像采样,归纳并验证了纹理相关性特征值与纹理块尺寸之间的关系,得出纹理相关性特征值自适应调整纹理块尺寸的算法.采用该算法可避免因纹理块尺寸选取不当而引起的合成时间的增加和合成质量的降低.

视点相关的多层次流场快速可视化方法

为解决大规模线形流场可视化效率较低的问题,提出一种视点相关的多分辨率流场快速可视化算法.将四叉树结构引入到种子点的选取过程,根据视点位置实时对四叉树进行调节,以实现种子点和流线的分布层次多样化;将几何着色器用于流线的生成过程,利用GPU强大的并行处理能力实时进行流线积分计算;为解决传统颜色线性映射时产生的分布不均问题,引入一种积分颜色映射方式,提高了颜色分布的均匀性,使流场强度的表现更加具有层次感.实验结果表明,基于几何着色器的多层次流场快速可视化方法能有效降低流线生成过程中的数据传输量,减少带宽占用.同时,基于四叉树的种子点分布策略能够使流线的分布密度随视点实时变化,优化了可视化效果的同时进一步提高了渲染效率.

GPU构网的GeoMipMap地形无缝绘制算法

针对传统CPU实时构网算法和预处理阶段构网算法速度较慢问题,提出一种GPU构网的GeoMipMap地形渲染算法。算法的构网阶段由GPU实现,将CPU从繁重的构网工作中解放出来,并大幅度减少CPU向GPU传输的数据量,提高地形的渲染速度。整个地形分成大小相等的若干地形块,每个地形块又分为内部及四条边共五部分,对这五部分按分辨率不同分成多个细节层次,为每个细节层次计算空间误差,渲染时各部分根据屏幕投影误差选择细节层次,所构网格更加符合地形表面特征。考虑到GPU构网算法的高度并行性,采用一种新的裂缝处理方式,四条边的屏幕投影误差以边上顶点的空间误差计算,使得相邻块对于共享边的细节层次的计算结果相同,从而保证相邻块间无裂缝,且网格连续。实验结果表明该方法能够以较高的质量完成大规模地形的实时平滑漫游。

空天信息战场二维态势仿真

为解决二维态势仿真的实时性和态势显示高效性的问题,针对空天信息战场中作战实体种类、数量繁多的现况,采用网络数据实时驱动和数据的文件驱动相结合的方法,在优化处理的态势图上,对空天信息战场进行二维态势仿真。实验结果表明,该方法不仅可以满足作战区域地理信息精细度的需求,还提高了二维态势仿真的实时性和态势回放效率,使态势显示的高效性与仿真实时性得到了进一步的提高。

交互式平行坐标多维电磁态势可视分析

针对传统分析手段难以满足综合快速感知多维战场电磁态势的需求,提出三维战场空间与交互式平行坐标联动表现的可视分析方法:改进平行坐标的交互式查询方法;提取战场电磁态势要素,将其定量映射到平行坐标中进行多维展现;通过平行坐标与三维场景联动,从不同角度对电磁态势进行可视分析;引入时间维展现电磁态势的动态变化趋势。实验表明,交互式平行坐标多维电磁态势可视分析方法能有效加快电磁态势感知过程,适合于复杂电磁环境下指挥作战应用。

基于模糊理论的低压开关设备故障预测研究

引入模糊综合评判方法,对低压开关设备进行故障分析,建立了低压开关设备故障模糊预测模型,其中将三角模糊数融入到AHP方法中确定故障预测权重系数,使在确定因素权重过程中的主观判断更符合人们的思维习惯和表达方式。以该方法为基础构建了故障模糊预测专家系统框架,详细介绍了专家系统的总体结构和功能,并通过实例进行仿真实验。结果表明该方法具有较好的预测能力和高效性。

基于模糊评判的低压开关控制柜的故障预测

为了在低压开关控制柜发生故障之前对其进行及时地维护和更新,需要对设备当前运行的状况进行一个整体的评估,预测在未来时间段内设备发生故障的可能性大小,对故障可能性大的部件进行维护和更新。通过对低压电器的数学模型进行仿真和模糊综合评判相结合的方法,对GCS型低压电气开关控制柜中的电解间风机抽屉单元进行了故障预测,得到了该抽屉单元在既定的运行状况下,在未来时间段内该抽屉单元和其中各器件的故障可能性大小,为设备的维护频率提供了参考依据。

改进的Graphcut算法

分析了查找路径时高权值边的存在对于合成结果的影响,在graphcut算法的基础上,针对其在查找最优路径时,没有考虑到高权值的边对于路径选取的影响这一缺点,结合其将重叠区域看作一个带权图的优点,对其进行了改进,提出了一种新的查找最优路径的算法,采用一种新的度量距离的方法,对算法查找到的最短路径进行选取,得出最优路径,避免了路径上高权值边的存在,使人眼不易察觉块间接缝的不连续,提高了合成质量。

基于Web和CORBA技术的异构数据源集成

如何对实现异构数据源灵活、方便的访问已经成为目前的一个研究热点。文中提出了使用基于 Web和 CORBA技术来解决这一问题 ,并给出了一个具体的实例HDSIS( Heterogeneous Data Source Integation System异构数据源集成系统 )

基于层次分析法确立低压成套开关设备可靠性指标体系

针对低压成套开关设备的工作特点,拟定了低压成套开关设备的可靠性特征量,通过层次分析法,对低压成套开关设备的可靠性特征量进行了定性和定量分析,确立了低压成套开关设备的可靠性特征量对系统可靠性的相关度,最后确定了低压成套开关设备的可靠性指标。

改进的各向异性核快速高效重构流体表面

针对在SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)方法模拟流体过程中,采用传统各向异性核构造流体表面速度慢的缺陷,提出了简化的各向异性核构造流体表面的方法,通过在流体内部粒子采用各向同性核,边缘粒子采用各向异性核,从而提高了流体表面绘制速度;针对采用传统方法确定粒子各向异性后,粒子体积有所变化的现象,对流体模拟中粒子各向异性的确定方法做了改进,使流体粒子体积趋于一致.实验结果表明,采用本文提出的简化各向异性核方法构造流体表面,不仅使流体的绘制速度有了明显提高,流体表面绘制效果也优于采用传统各向异性核构造的流体表面.

基于VC++的故障树定性定量分析系统

故障树分析是对复杂系统进行可靠性分析的一种有效方法,通过计算机辅助,应用Fussell Vesely分析法结合素数法对故障树进行定性分析,并探讨了在计算机上实现单调关联故障树定量分析的算法。为研究非单调关联系统、多状态系统、共因失效系统等复杂系统的故障树分析及其计算机实现打下了良好的基础。