基于i4Ocean平臺(tái)的海上溢油動(dòng)態(tài)可視化及應(yīng)急決策支持系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、伴隨著高速騰飛的世界多元化經(jīng)濟(jì)，水上運(yùn)輸作為一種古老的運(yùn)輸方式近年來(lái)也重新煥發(fā)了蓬勃的生機(jī)，海上船舶運(yùn)輸更是被冠之于“世界貿(mào)易載體”的美名。但是，伴隨著日漸繁榮的海上運(yùn)輸業(yè)，巨型油輪及其他運(yùn)輸工具造成的原油泄漏事故也頻繁發(fā)生，帶來(lái)了日趨嚴(yán)重的石油污染，極大的破壞了海洋生態(tài)環(huán)境，同時(shí)也帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，一幅幅溢油場(chǎng)景讓人觸目驚心。近年來(lái)發(fā)生的幾起重大溢油事故，更是引起了人們對(duì)溢油造成的石油污染問(wèn)題的重視，使得溢油成為各個(gè)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)

2、。如何在溢油事故發(fā)生后準(zhǔn)確迅速地預(yù)報(bào)出溢油的漂移擴(kuò)散動(dòng)態(tài)、使其得到及時(shí)的清除，成為了當(dāng)前科研工作人員亟待解決的問(wèn)題。
　　目前國(guó)內(nèi)外有很多對(duì)海上溢油可視化的相關(guān)研究，但這些溢油可視化模型往往傾向于二維，無(wú)法真實(shí)、形象、生動(dòng)的展現(xiàn)海上溢油的漂移擴(kuò)散以及海底溢油噴發(fā)的過(guò)程。本課題旨在實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的虛擬海洋可視化平臺(tái)（i4Ocean）的基礎(chǔ)上建立一個(gè)具有高度真實(shí)感的海上溢油動(dòng)態(tài)可視化及應(yīng)急決策支持系統(tǒng)，主要包含以下研究?jī)?nèi)容：
　

3、　1.綜合比較當(dāng)前幾種溢油漂移擴(kuò)散算法，整合出一個(gè)適用于在復(fù)雜海洋環(huán)境中進(jìn)行溢油可視化的算法，以此來(lái)模擬溢油在不同風(fēng)場(chǎng)、流場(chǎng)等參數(shù)下的漂移擴(kuò)散過(guò)程。
　　2.采用內(nèi)外存調(diào)度算法來(lái)解決大規(guī)模粒子渲染效率低的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)GPU來(lái)渲染自定義的特效文件，提高溢油的可視化效果。
　　3.運(yùn)用i4Ocean渲染引擎，采用粒子系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)海上溢油的動(dòng)態(tài)可視化以及飛機(jī)噴灑化學(xué)劑消融海面溢油的過(guò)程。
　　4.模擬溢油在發(fā)生時(shí)的

4、風(fēng)場(chǎng)、流場(chǎng)等參數(shù)作用下的漂移擴(kuò)散過(guò)程，把可視化結(jié)果與該海域溢油真實(shí)遙感影像進(jìn)行比對(duì)，以此來(lái)檢驗(yàn)、校對(duì)該系統(tǒng)的可視化結(jié)果。
　　本文針對(duì)以上幾方面的研究，建立了一個(gè)海上溢油動(dòng)態(tài)可視化及應(yīng)急決策支持系統(tǒng)，對(duì)海上溢油的漂移擴(kuò)散過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)可視化，彌補(bǔ)了二維溢油可視化在真實(shí)感方面的不足。經(jīng)過(guò)測(cè)試表明，該系統(tǒng)能夠較為真實(shí)的展現(xiàn)海面溢油及海底溢油的擴(kuò)散過(guò)程，渲染效率較高，能夠滿足交互性和實(shí)時(shí)性的各項(xiàng)要求。本文的研究為溢油事故提供一個(gè)全新的解