程序调试中的树形结构演变可视化模型

树形结构作为一种非线性数据结构,在程序执行过程中的演变过程较为抽象,尤其是在对其进行加工型操作时,容易发生内存泄漏。针对编程初学者难以掌握树形结构的逻辑演变过程,以及在程序中发生内存泄漏错误时调试较为困难的问题,文中提出了一种对程序调试过程中树形结构的演变过程进行可视化呈现的处理模型TEVM(Tree Evaluation Visualization Model)。针对单个可视化程序在调试步骤前和调试步骤后的两个树形结构,设计了一种将树形结构转换为线性表示的结构对比算法,得出了它们的包括泄漏树在内的结构差异;同时设计了一种树形结构布局方法,并计算它们的布局差异。根据结构差异和布局差异生成可视化演变序列,调用绘图引擎对该序列进行解析和执行,从而完成对树形结构及其演变过程的动态、平滑和直观的可视化呈现,帮助编程初学者快速理解树形结构相关程序的执行过程,提升调试效率。将TEVM模型集成于一个面向编程实训教学的集成开发环境原型Web AnyviewC中,取得了较好的应用效果。

程序调试中的数据结构演变可视化方法

数据结构是程序执行时的重要信息载体,其演变过程往往较为复杂和抽象。针对程序设计初学者较难理解数据结构演变过程的问题,提出一种面向程序调试中的数据结构演变可视化方法。在调试开始时,首先使用组件表达式表示数据结构,然后通过配置表以及布局函数将组件表达式生成可视化视图。在进行单步调试后,通过对比单步调试前后的可视化数据方式生成组件演变行为,运用有限状态机理论构建数据结构演变模型,该模型的执行使得组件发生演变,同时生成可视化动作。使用动画单元执行可视化动作,实现数据结构演变的可视化呈现,帮助初学者理解数据结构相关程序的执行过程。实验结果表明,将该方法应用于1个数据结构演变可视化框架StructV,并应用于1个在线可视化编程实训云平台的研发,可有效降低初学者理解数据结构演变过程的难度,并提升编程实训时的程序调试效率。

古籍保护视野下册页装帧结构可视化模型研究

目前的古籍数字化项目多聚焦于古籍的内容信息,而往往忽视对其物理特征的同步数字化。将古籍的装帧结构和物理特征加以数字化呈现,能更好地实现国家战略背景下古籍文化的数字展示与传播。将数字技术与古籍的装帧文化、保护修复等相融合,对古籍册页装帧结构可视化模型进行设计,并对该模型中古籍册页的排序方式、标注模块和可视化模块等进行阐述,进一步证明了将数字技术运用于古籍保护修复工作中的必要性和可行性,重点探索古籍装帧特点与文化的数字化展现和传播。古籍数字化工程不应仅是古籍内容的数字化,古籍外观、材料、工艺等物质结构信息的数字化、可视化也同样重要。

两淮煤田低渗煤层孔隙结构三维可视化表征及其连通性

为研究煤层孔裂隙结构的连通性对煤层气赋存与运移的影响。以两淮地区矿区的煤样作为实验研究对象,对煤样进行三维可视化重构,构建了煤样的三维孔隙结构模型以及等价孔隙网络模型,利用多种算法并结合表征单元体对煤样的孔隙结构进行表征与分析,同时,从整体到局部的角度对孔隙结构进行分析,研究表明:两淮地区孤立孔隙中C形孔隙占据主导,连通孔隙中F形孔隙占据主导;刘庄与祁东煤样孔隙结构空间展布较任楼与潘一矿区的煤样要好,具有更好的连通性;粗类型喉道之间的搭配较其他类型喉道之间的搭配整体连通性要好。结果说明两淮地区的煤样,大体积连通孔隙在孔隙结构中占据主导地位。刘庄与祁东煤样较任楼与潘一煤样的连通性要好,且刘庄煤样的连通性最好,潘一煤样连通性最差。

南京长江大桥运营监测数据可视化方法及建筑信息模型插件开发

为提升桥梁健康评价与应急决策的效率,本文基于建筑信息模型发展了一种桥梁监测数据可视化方法,并利用Revit二次开发程序插件。依托已有桥梁BIM模型,快速建立包含加速度计、风速仪等传感器的监测系统模型,将监测数据与传感器模型相关联。将监测数据线性变换至[0,255],建立其与传感器模型RGB色彩的映射关系,从而通过模型颜色反映监测数据的变化。根据监测系统传感器模型的色彩掌握桥址区环境及桥梁结构状态,并对超出阈值的监测数据进行实时分级报警。以南京长江大桥及其健康监测数据为对象,阐述了所提出监测数据可视化方法的实现过程和应用效果。结果表明:该方法可将加速度、温度和风速等监测数据通过颜色变化、动态折线图及表格的形式进行可视化展示和报警,从而为服役桥梁的健康管理与维护提供科学依据。

三维复杂地质结构模型的InterfaceGrid表达方法

三维地质结构模型是地质空间内地质构造和地质体对象边界的数字化表征模型。随着地质数据矢量栅格一体化集成和地质数据空间查询分析需求增多,构建统一表达地质结构的一体化空间数据模型成为三维地质信息科学领域需要解决的基础性问题之一。针对规则网格、PillarGrid和SBRT模型等难以实现复杂地质结构的精细表达问题,本研究提出InterfaceGrid数据模型,充分考虑地质结构和属性的地下分布具有极强的非均匀性、不连续性和空间多尺度性,且表现出纵向分层特性和多属性场耦合的相关性。基于InterfaceGrid设计理论模型和数据结构,构建统一描述三维地质结构的InterfaceGrid数据模型,实现复杂地质结构的矢量栅格一体化表达。基于GeoAtom地原子理论构建InterfaceGrid的形式化表达框架,提出InterfaceGrid的构建流程,以及基于InterfaceGrid模型设计数据更新和空间查询算法。采用GPU光线投射和自适应采样策略实现地质网格的体可视化和在线浏览,结果显示,与SBRT模型相比较,InterfaceGrid能够更加真实地描述地质边界情况,提高了三维地质结构模型的准确性。在全球岩石圈三维网格化构建应用InterfaceGrid,验证了InterfaceGrid在大规模地质数据组织管理中的适用性,相比较PillarGrid数据量减少约1/3,更加适合基于大数据量的网络地学应用服务。

岩体结构三维可视化模型研究进展

三维可视化模型研究是当前数学地质、石油物探、化探、水电勘察、地质灾害勘察与治理等研究的前沿和热点 ,也是快速、及时地再现地质体三维信息及综合分析的有效途径。三维可视化模型技术在相关行业的发展状况和软件开发程度不一 ,岩土工程领域岩体结构三维软件的开发和利用水平远低于石油地质和石油物探 ,在国内开发大型岩体结构三维可视化和分析软件系统是必要的。

基于GMS支持下的大庆地下水库区水文地质结构可视化模型

为直观、清楚再现水文地质结构空间信息,介绍GMS软件生成三维地质结构实体模型的方法,利用区内大量的钻孔数据,建立了大庆地下水库区水文地质结构三维可视化模型,为地下水库的选址和建设提供了重要依据。

苏锡常地区地面沉降地质结构三维可视化模型虚拟现实系统研究

从苏锡常地区地面沉降研究实际需要出发,介绍了利用虚拟现实技术构建地面沉降地质结构三维可视化模型虚拟现实系统的设计思路、开发模式、实现方法和功能特点。该系统真实表达了研究区三维地层结构特征,逼真再现了地面沉降模型所预测的地下水流场、地面沉降发展变化过程,并虚拟表现出地面沉降可能造成的后果,为苏锡常地区地面沉降机理及预测研究提供了一个全新的三维可视化平台。

樟子松人工林树冠结构模型及三维图形可视化模拟

以东北林业大学帽儿山实验林场樟子松人工林为研究对象,采用树干解析、枝解析的方法,分别于2002和2003年在老山施业区选择不同年龄、不同立地和不同密度的樟子松人工林有代表性的林分设置固定标准地15块(2002年设置7块,2003年设置8块),共获取解析样木53株,实测2298个一级枝活枝条变量因子(包括总着枝深度、方位角、着枝角度、基径、枝长、弦长、弓高)数据资料。基于理论或经验生长方程,建立樟子松人工林树冠结构静态模型及树冠动态生长模型。采用VC++6.0语言为开发平台,结合OpenGL开放式图形库,将生长模型与形态结构模型结合,建立樟子松人工林树冠动态三维图形可视化模拟系统,实现基于实测数据和生长模型的静态、动态单木和林分的可视化模拟。

基于GMS的武山矿区水文地质结构可视化模型

在介绍GMS生成水文地质结构实体模型方法的基础上,利用武山矿区大量钻孔数据,建立了该侵入岩矿区水文地质结构三维可视化模型。结果表明:将武山岩体的horizon ID设置为第7层,插入Q与T1d2—T2j之间建模取得了较好的效果;建立的可视化模型可以灵活地实现含水层的拆分组合、任意剖面及任意方向的旋转、切剖面等功能,并能清晰地展示含水层的空间分布特征,为了解水文地质结构特征、进一步挖掘地质与水文地质相关信息提供了方便。

基于EVS-Pro的西安三维水文地质结构可视化模型的构建

在系统收集并整理西安水文地质研究资料的基础上,利用先进的三维地质建模软件—环境可视化系统EVS-Pro,构建了西安三维水文地质结构可视化模型。所建模型可以展示西安三维水文地质结构体整体形态、单个含(弱透)水层的三维结构、任意位置的南北向剖面或东西向剖面及三维可视化栅栏图,从而清楚地显示模型内部的各个细节,更直观地展示西安地下水的赋存条件,为准确地评价、规划和管理西安地下水资源,防治因地下水过量开采引起的环境地质灾害奠定重要的水文地质基础。

复杂地层结构模型三维重构与可视化方法研究

针对工程建筑、水利水电建设以及地质灾害防治等工程地质学研究中的空间结构分析与信息可视化问题,提出了一种基于单元块体的空间自动搜索地质建模方法。该方法的主要思想是:首先由地质专家充分利用工程地质勘探的资料,并结合自身经验,在交互式环境中完成2D/3D剖面解释;而后系统自动完成地质结构单元块体搜索,运用CSG集合运算并根据地质单元块体的空间拓扑结构实现复杂三维地质模型的构建。本方法通过引入地质单元体的概念,并在建模过程中融合地质专家的知识,使地质模型的建模过程得到了简化,提高了模型的精度,有效地解决了复杂三维地质模型的建模问题。

人体MCNP重复结构辐射计算模型可视化方法

人体体素模型包含体素数目巨大,在应用MCNP(Monte Carlo N-Particle Transport Code)进行剂量计算中通常采用重复结构形式,但是却存在几何正确性校验困难等问题。本文研究一种快速和准确的人体辐射计算模型可视化方法。该方法通过MCNP输入文件中的栅元描述获取相同材料的体素信息,对其赋予三维坐标值并深度合并。在保持几何形状不变的前提下,成功构建器官模型,实现了对其进行三维显示与交互。测试结果验证了该方法对于人体重复结构计算模型几何校验的正确性与高效性。

边坡复杂地质结构三维可视化及数值模型构建

地质模型的精确性是露天矿边坡稳定性数值分析可靠性的决定因素。针对地质体间相互交叉、穿切的复杂性和无规律性,研究了基于非均匀有理B样条NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)的自由曲面生成技术。以矿山普遍采用的二维地质勘探剖面图为基础数据,通过对其进行矢量化处理提取出岩土体边界离散点信息,建立起NURBS三维地质体分界曲面,据此以MIDAS软件为平台制定了边坡工程复杂地质结构三维可视化及数值模型构建方案,并选取江西城门山露天矿边坡工程进行了应用实践。结果表明,运用该技术构建复杂边坡地质体模型,方法简单可靠,可极大提高模型的精度和建模效率,不仅使复杂地质体得以形象再现,同时可为边坡稳定性分析提供可靠的有限元数值计算模型。

岩体结构二维可视化模型及其应用研究

岩体结构图形可视化是岩体结构研究的一个有效手段 ,它可以为地质工程师和工程设计人员提供直观的图形资料 ,以便他们做出合理的地质判断和工程设计。我们基于随机不连续面圆盘理论提出了岩体结构二维可视化模型 ,解决了岩体结构在平面图和剖面图中的定位和绘制方法 ,并将这一方法应用于西南某大型水电站坝肩抗力体岩体结构研究中 ,取得了较好的效果 ,实践证明该方法是可行的。

基于Unity3D的数据结构算法交互式可视化平台

文章重点研究数据结构算法交互式的可视化平台。由于数据结构的难点就是如何形象化其抽象的逻辑说明,并培养出完善的思维体系。团队致力于搭建交互式模型,利用Vue搭建网站,通过Unity3D这款软件编写算法底层逻辑代码,并且借助DoTweening等插件,达到算法动态的展示,通过Unity3D打包成WebGL和前端Vue交互,实现了数据结构算法的可视化互动学习。

船舶结构有限元模型及分析结果可视化系统的研究与开发

基于图形平台OpenGL开发了船舶结构有限元模型及分析结果可视化系统（CCS－FEVS），本系统根据船舶结构的特点，对船舶结构进行有限元分析后所产生的非结构化数据场进行可视化处理。本文详细阐述了船舶结构分析结果可视化系统的设计思想、系统结构、数据管理及其多种处理和显示数据场的方法，给出了实例；同时讨论了OpenGL在可视化显示中的应用。

地理数据可视化的数据库模型结构与算法

针对在采用虚拟现实技术描述地理地形时所要求的数据海量、处理复杂的特点 ,采用金字塔分层结构 ,提出了细节层次算法的解决方案。探讨了适应于虚拟现实地理数据可视化的数据库模型结构。

基于多层DEM表面模型的地层结构的三维可视化

通过建立多层DEM表面模型构造三维地层结构 ,讨论了利用不规则三角网模型以绘制多层三维地层模型和三维剖面的技术和方法 ,并在微机上进行了实现。