[发明专利]一种利用等值线树的拓扑构建流体数字化动态模型的方法

权利要求书

1.一种利用等值线树的拓扑构建流体数字化动态模型的方法，包括等值线树分析法、计算机及网络，其特征在于在可视化中，采用等值线树法和Voronoi图对流体运动的液体进行拓扑划分，根据流体运动的液体变化，snapshot模型和event driven模型，通过嵌入时间信息在等值线树上，提供对等值线从每个节点到连续变化的动态化支持，同时通过整合空间插值或时间插值，实现空间维度从点到面的信息支持和时间维度的连续性支持，构建流体数值化动态模型，所述的snapshot模型记载将动态变化的过程分割为一系列按照时间顺序排列的快照，每个快照包含相应时间的空间信息及时间属性，整个动态变化情况通过比对相邻的快照的差异来获取的程序控制方法，所述的event driven模型记载初始状态，然后以触发每次变化发生的事件为跟踪手段，跟踪每个对象变化，反映动态过程，记录事件涉及的对象，通过比对事件发生后的状态和初始状态，跟踪动态变化过程的程序控制方法。

2.如权利要求1所述的一种利用等值线树的拓扑构建流体数字化动态模型的方法，其特征在于等直线树的连续变化被分割为一系列各个独立的时间快照（snapshot）,每个时间快照的等值线树记录此时刻的空间信息和其它属性。

3.如权利要求1所述的一种利用等值线树的拓扑构建流体数字化动态模型的方法，其特征在于等值线树上的每个节点记录自身的生命时间，即出现的时间和终止时间。

4.如权利要求1所述的一种利用等值线树的拓扑构建流体数字化动态模型的方法，其特征在于等值线树上的节点记录时间信息的方法为： 

a.在时间点 t₁，一个新顶点 B 出现，支干 BC被加到等值线树上，时间信息t₁作为节点 B和 C的起始时间点；

b.在时间点t₃，等值线树拓扑结构没有变化，在时间点t4，等值线树拓扑结构发生变化，顶点B消失，因此t₃作为节点 B和 C的终止时间点；

c.在时间点t₃ 到时间点t4 之间的所有等值线树都存储有支干BC的出现和结束的时间信息。这样就不难从其中任何一个等值线树提取出支干BC在任何时间的空间信息。

5.如权利要求1所述的一种利用等值线树的拓扑构建流体数字化动态模型的方法，其特征在于等值线树上的节点包含了对应等值线的空间和时间信息。

6.如权利要求1所述的一种利用等值线树的拓扑构建流体数字化动态模型的方法，其特征在于所述的空间插值采用Inverse Distance Weighting (IDW)算法，所述的算法公式为

Zj 代表属性值，即波高、海拔、气压等数值的插值结果；

n代表总体的空间参考点数量；

Zi是每个个体的实际观测值；

dij 是每个点与待解点之间的距离；

kj是权重参数；

参数α代表影响因子大小，在线性关系中α=1。 

7.如权利要求1所述的一种利用等值线树的拓扑构建流体数字化动态模型的方法，其特征在于所述的时间插值采用线性解析原理，通过相邻快照记录的信息，插值解析期间的未记录点的信息，具体步骤为：首先提取相应点在t2和t3时的信息，然后通过时间插值解析算法求得，所述解析算法根据V值随时间的变化曲线，已知V1和V2的值，Vx的值通过以下公式求得：

V值代表研究属性值，比如波高或海拔或气压或其他自然参数；

V₁代表时间t₁时的属性值，V₂代表时间t₂时的属性值，

Vx代表时间t_x时的属性值. Tx时间点介于t₁和t₂中间。