平面時變流場多渦結(jié)構(gòu)中渦旋的自動提取及跟蹤算法研究.pdf

1、過去我國把發(fā)展“數(shù)字海洋”技術(shù)列入了“十五”計劃中，并策劃了國家海洋科學(xué)技術(shù)發(fā)展的計劃。目前，一個急需面對的問題是如何去研究和發(fā)展關(guān)于海洋界中信息技術(shù)與可視化的理論思想、技術(shù)路線及方法集綿。對于海洋中的流場，它是典型的非線性動力系統(tǒng)，絕大部分的能量都會集中在渦旋上，海洋中的渦旋將無所不在，時刻旋轉(zhuǎn)著，攪亂海洋水體的穩(wěn)定性，導(dǎo)致了海洋中生物鏈的紊亂，海洋漁業(yè)極大地?fù)p失，船運業(yè)務(wù)也將造成巨大的影響，因此研究海洋流場中的渦旋意義重大，也會帶來

2、極大地科學(xué)價值。本文就海洋信息可視化中的渦旋提取和跟蹤進(jìn)行了深入的研究，具體工作如下:
　　(1)對海洋中大、中規(guī)模離散數(shù)據(jù)集的建模。對于海洋中這樣龐大而又復(fù)雜的流場散亂數(shù)據(jù)，通過文中提到的可視化建模方法MQS法轉(zhuǎn)換為規(guī)整的網(wǎng)格數(shù)據(jù)。本文第二章將使用南海海洋調(diào)查數(shù)據(jù)，應(yīng)用該方法對選取數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，將采樣點定點到300×400的規(guī)整網(wǎng)格內(nèi)得到數(shù)據(jù)分布圖。
　　(2)基于Cross方法的渦核及渦旋區(qū)域中心提取算法。研究與實驗

3、的海域是選擇南海中的多渦結(jié)構(gòu)部分，研究的對象是平面流場中的中尺度渦，以Cross方法為出發(fā)點，研究新的渦核及渦旋區(qū)域中心提取算法，目的是直接從海洋流場觀測數(shù)據(jù)及網(wǎng)格數(shù)據(jù)中檢測并且計算出中尺度渦旋的數(shù)量和中心位置，確定其渦核區(qū)域，最后提取信息并輸出信息表。
　　(3)基于特征流場的渦核及渦旋區(qū)域中心跟蹤算法研究。渦旋跟蹤的目標(biāo)是渦核及渦旋區(qū)域中心部分，由Theisel提出的特征流場概念為出發(fā)點，針對多個渦核及渦旋區(qū)域中心候選點實施精