泥石流是一种在山区频发的典型环境地质问题，往往由暴雨、洪水、滑坡等自然灾害引发，具有宽级配、高浓度、速度快、持续时间短、冲击力大、破坏性强等特点。因此，开展泥石流灾害的时空过程模拟及风险评估研究，可以及时得到泥石流灾害的风险程度、受灾范围以及生命损失等灾情信息，对泥石流灾害的防灾减灾具有十分重要的意义。本书首先对国内外时泥石流灾害数值模拟、风险评估、三维场景建模和灾害信息可视化表达等方面的相关技术特点进行了概述和分析，并明确了本书的研究特色与创新性。然后提出了基于精细化格网的泥石流灾害快速风险评估的方法、基于多格网尺度的泥石流灾害时空过程模拟模型、基于虚拟地理信息系统和时空过程模拟的专业知识提出了构建泥石流灾害模拟虚拟地理环境的建模方法与可视化方法，并就灾害过程可视化、动态增强表达进行了研究。最后，本书介绍了原型系统的研发过程及实际应用案例，表明本研究具有重要的学术意义、实际意义。
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目录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外研究现状 3
1.2.1 泥石流灾害风险评估 3
1.2.2 泥石流灾害数值模拟 6
1.2.3 虚拟三维场景建模 9
1.2.4 灾害信息可视化表达 13
1.3 本书研究特色与创新 15
1.4 本书组织结构 16
参考文献 17
第2章 基于精细化格网的泥石流灾害快速风险评估 25
2.1 泥石流灾害风险评估概述 25
2.1.1 泥石流灾害风险评估的定义 25
2.1.2 泥石流灾害风险评估基本思路 25
2.1.3 泥石流灾害风险评估要素分析 26
2.2 评估要素精细格网化与空间展布 30
2.2.1 评估要素空间格网化方法 30
2.2.2 评估格网尺度适宜性分析 32
2.3 泥石流灾害快速风险评估方法 33
2.3.1 泥石流灾害整体性风险评估 33
2.3.2 泥石流灾害精细化风险评估 39
参考文献 43
第3章 基于多格网尺度的泥石流灾害模拟并行优化 45
3.1 泥石流数值模拟模型 45
3.1.1 运动方程 45
3.1.2 特征参数的确定 46
3.1.3 面向对象的算法设计 48
3.1.4 约束条件 50
3.2 参数可视化配置优化 51
3.2.1 溃口参数计算 51
3.2.2 粗糙度系数计算 53
3.2.3 参数格网化处理 53
3.3 多格网尺度模拟并行优化 54
3.3.1 模型并行优化方法 54
3.3.2 模型并行计算流程 55
3.3.3 多格网尺度模拟准确性分析 56
参考文献 58
第4章 泥石流灾害虚拟地理场景建模 60
4.1 地理场景建模工具与方法 60
4.1.1 场景建模渲染工具 60
4.1.2 地理场景建模方法 66
4.2 泥石流灾害虚拟场景建模 70
4.2.1 地形场景建模 70
4.2.2 地物场景建模 77
4.2.3 泥石流灾害过程建模 87
4.3 空间语义约束下泥石流场景融合建模 88
4.3.1 泥石流场景融合建模流程 88
4.3.2 空间语义约束规则 89
4.3.3 空间语义约束融合建模方法 93
参考文献 95
第5章 泥石流灾害过程可视化与增强表达 97
5.1 相关概念与技术 97
5.1.1 视觉变量 97
5.1.2 数据可视化 109
5.1.3 适宜性表达 112
5.2 泥石流灾害过程可视化 113
5.2.1 泥石流可视化场景体系 113
5.2.2 泥石流灾害动态可视化数据流 114
5.2.3 泥石流灾害动态可视化方法 115
5.3 示意性符号与真实感场景协同可视化 119
5.3.1 可视化表达连续层次结构 119
5.3.2 示意性符号与真实感场景协同 123
5.4 灾害全过程动态增强表达 127
5.4.1 多样化视觉变量联合的场景对象语义增强 127
5.4.2 灾害全过程动态增强可视化 128
参考文献 129
第6章 泥石流灾害演进模拟与可视化分析服务 132
6.1 相关概念与技术 132
6.1.1 WebGL技术 132
6.1.2 WebGL三维引擎 133
6.1.3 网络数据传输技术 134
6.2 总体框架设计 135
6.3 服务器端泥石流计算模型优化 137
6.4 客户端泥石流演进模拟与可视化分析 139
6.4.1 用户终端分析 139
6.4.2 客户端界面与人机交互设计 140
6.4.3 可视化服务发布与交互展示分析 143
参考文献 146
第7章 原型系统研发与案例应用 148
7.1 案例区域与数据处理 148
7.1.1 案例区域介绍 148
7.1.2 数据处理 148
7.2 原型系统研发 150
7.2.1 系统开发环境 150
7.2.2 系统功能界面 150
7.3 泥石流灾害整体性风险快速判定 151
7.3.1 泥石流危险性评估 151
7.3.2 泥石流易损性评估 153
7.3.3 泥石流整体性风险判定 154
7.4 泥石流灾害精细化风险评估分析 155
7.4.1 参数设置与传输 155
7.4.2 多格网尺度下模拟并行优化 156
7.4.3 泥石流灾害风险评估分析 160
7.5 泥石流灾害全过程动态增强表达与认识效率评价 162
7.5.1 泥石流灾害场景融合可视化 162
7.5.2 泥石流灾害全过程增强表达 164
7.5.3 泥石流灾害场景认知效率评价 165
7.5.4 泥石流灾害场景渲染效率分析 168
参考文献 168
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