Геодезиялық тор - Geodesic grid

ISEA геодезиялық торын көрсететін PYXIS WorldView скриншоты.

A геодезиялық тор Бұл кеңістіктік тор негізделген геодезиялық полиэдр немесе Голдберг полиэдрі.

Құрылыс

Геодезиялық тордың көлемі[1] Global Cloud Resolving Model (GCRM) көмегімен атмосфераны модельдеуде қолданылады.[2] Торлы иллюстрация мен құйынды көлемді көрсетудің үйлесімі (сары түтіктер). Суреттегі айқын иллюстрация мақсатында тор құйынды жасау үшін қолданылатыннан гөрі өрескел екеніне назар аударыңыз.
Икозаэдр
Өте бөлінген геодезиялық полиэдр икосаэдрге негізделген
Өте бөлінген Голдберг полиэдрі: жоғарыдағы суреттің дуалы.

Геодезиялық тор - бұл полиэдрдің бөлінуіне негізделген (әдетте икосаэдр, және әдетте I класты бөлімше) Жер бетін бөлуге арналған. Мұндай тордың ендік пен бойлыққа тікелей қатынасы жоқ, бірақ статистикалық тұрғыдан жарамды дискретті ғаламдық тордың көптеген негізгі критерийлеріне сәйкес келеді.[3] Негізінен жасушалардың ауданы мен формасы ұқсас, әсіресе көптеген басқа кеңістіктік торлар ерекше немесе қатты бұрмаланған полюстерге жақын. Танымал төрттік үшбұрышты тор (QTM) осы санатқа жатады.[4]

Геодезиялық торлар қос полиэдр геодезиялық полиэдрдің, яғни Голдберг полиэдрі. Голдберг полиэдрасы алтыбұрыштан және (егер икосаэдр негізінде болса) 12 бесбұрыштан тұрады. Пайдаланатын бір іске асыру икосаэдр негізгі полиэдр, алты бұрышты жасушалар және Снайдердің тең аумақты проекциясы Icosahedron Snyder Equial Area (ISEA) торы ретінде белгілі.[5]

Қолданбалар

Биоалуантүрлілік туралы ғылымда геодезиялық торлар дегеніміз - биологиялық әртүрлілік туралы жиынтық түсінік қалыптастыру үшін аймақтық және ұлттық деңгейлерде орналастырылған тиісті статистикалық іріктемелерді және көп мақсатты торларды қамтамасыз ету үшін далалық зерттеулерде белгіленген жергілікті дискретті торлардың ғаламдық жалғасы. Бұл торлар экологиялық және экологиялық мониторингтің мәліметтерін көптеген кеңістіктік және уақыттық масштабтардан қазіргі экологиялық жағдайды бағалауға және біздің табиғи ресурстарымызға қауіп-қатер болжамына аударады. Геодезиялық тор экологиялық маңызды ақпаратты ғаламдық деңгейде өз түйіршікті деңгейінде игеруге мүмкіндік береді.[6]

Модельдеу кезінде ауа-райы, мұхит айналымы немесе климат, дербес дифференциалдық теңдеулер осы жүйелердің уақыт бойынша эволюциясын сипаттау үшін қолданылады. Компьютерлік бағдарламалар осы күрделі модельдерді құру және олармен жұмыс істеу үшін қолданылатын болғандықтан, жуықтауды оңай есептелетін формаларда тұжырымдау қажет. Олардың кейбіреулері сандық талдау әдістері (мысалы ақырғы айырмашылықтар ) қызығушылық ауданын торға бөлуді талап етеді - бұл жағдайда Жердің пішіні.

Геодезиялық торларды қолдануға болады видеоойынды дамыту Жердің орнына ойдан шығарылған әлемдерді модельдеу. Олар табиғи аналогы алтылық карта сфералық бетке[7]

Артықшылықтары мен кемшіліктері

Артықшылықтары:

  • Негізінен изотропты.
  • Шешімді екілік бөлу арқылы оңай арттыруға болады.
  • Дәстүрлі тіктөртбұрышты бойлық-ендік квадрат торлары сияқты полюстерге жақын жерде сынамалар алу қиын емес.
  • Сияқты тығыз сызықтық жүйелерге әкелмейді спектрлік әдістер істеу (тағы қара Гаусс торы ).
  • Көршілес тор ұяшықтары арасындағы байланыс нүктелері жоқ. Төртбұрышты торлар және изометриялық торлар тек бір нүктеге тиетін көршілерді қалай басқаруға болатыны туралы түсініксіз проблемадан зардап шегеді.
  • Ұяшықтар минималды бұрмаланған және тең ауданға тең болуы мүмкін. Керісінше, квадрат торлар бірдей аудан емес, ал тең ауданы бар тікбұрышты торлар экватордан полюстерге қарай әр түрлі болады.

Минус:

  • Компьютерлердегі тік бұрышты бойлық-ендік торларына қарағанда күрделі

Тарих

Геофизикалық модельдеуде (икосаэдрлік) геодезиялық торды ең ерте пайдалану 1968 жылдан және Садурни, Аракава және Минцтің жұмыстарынан басталады.[8] және Уильямсон.[9][10] Кейін бұл база кеңейе түсті.[11][12][13][14][15]

Сондай-ақ қараңыз

Көлемді көрсетудің жоғары сапасы[16] геодезиялық торға негізделген ғаламдық масштабтағы атмосфераны модельдеу. Түсті жолақтар GCRM ​​моделіне негізделген атмосфераның құйынды күшінің имитациясын көрсетеді[17].
Геодезиялық тордың бейімделгіш торды нақтылауы, бұл аймақтағы жадының кадрларын басқарылатын өлшемде ұстай отырып, имитациялық дәлдікті арттыратын мүдделер аймақтарында жоғары ажыратымдылықты торды бөледі.[18].
Көлемді көрсетудің жоғары сапасы[19] геодезиялық торға негізделген әлемдік масштабтағы мұхиттық модельдеу. Түсті жолақ MPAS моделі негізінде имитацияланған мұхиттың құйынды күшін көрсетеді[20].

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Си, Джинронг; Ю, Хунфэн; Ма, Кван-Лю (2013-06-01). «Геодезиялық торлардың сәулелік құюы». Компьютерлік графика форумы. 32 (3pt4): 481-490. CiteSeerX  10.1.1.361.7299. дои:10.1111 / cgf.12135. ISSN  1467-8659.
  2. ^ Хайрутдинов, Марат Ф .; Рэндалл, Дэвид А. (2001-09-15). «NCAR қауымдастық климаттық жүйесінің моделіндегі бұлтты параметрлейтін бұлтты шешетін модель: алдын ала нәтижелер». Геофизикалық зерттеу хаттары. 28 (18): 3617–3620. Бибкод:2001GeoRL..28.3617K. дои:10.1029 / 2001gl013552. ISSN  1944-8007.
  3. ^ Кларк, Кит С (2000). «Глобалды кодтау жүйелерін салыстырудың өлшемдері мен шаралары». Дискретті жаһандық торлар: Гудчилд, М. Ф. және А. Дж. Кимерлинг, Эдс.
  4. ^ Даттон, Джеффри. «Кеңістіктік эффекттер: ғылыми еңбектер».
  5. ^ Махдави-Амири, Әли; Харрисон.Э; Samavati.F (2014). «сандық жерге арналған алтыбұрышты байланыс карталары». Халықаралық сандық жер журналы. 8 (9): 750. Бибкод:2015IJDE .... 8..750M. дои:10.1080/17538947.2014.927597.
  6. ^ Ақ, D; Кимерлинг АЖ; Overton WS (1992). «Экологиялық мониторингке арналған ғаламдық сынамалық дизайнның картографиялық және геометриялық компоненттері». Картография және геоақпараттық жүйелер. 19 (1): 5–22. дои:10.1559/152304092783786636.
  7. ^ Пател, Амит (2016). «Сфераның алтыбұрышты плиткасы».
  8. ^ Садурни, Р .; Аракава; Ю.Минц (1968). «Дивергентті емес баротропты құйынды теңдеуді шарға арналған икозэдр-алтыбұрышты тормен интеграциялау». Ай сайынғы ауа-райына шолу. 96 (6): 351–356. Бибкод:1968MWRv ... 96..351S. CiteSeerX  10.1.1.395.2717. дои:10.1175 / 1520-0493 (1968) 096 <0351: IOTNBV> 2.0.CO; 2.
  9. ^ Уильямсон, Д.Л. (1968). «Баротропты құйын теңдеуін сфералық геодезиялық торға интеграциялау». Теллус. 20 (4): 642–653. Бибкод:1968TellA..20..642W. дои:10.1111 / j.2153-3490.1968.tb00406.x.
  10. ^ Уильямсон, 1969 ж
  11. ^ Каллен, Дж. П. (1974). «Шекті элементтер әдісін қолдана отырып, сферадағы алғашқы теңдеулердің интеграциясы». Корольдік метеорологиялық қоғамның тоқсан сайынғы журналы. 100 (426): 555–562. Бибкод:1974QJRMS.100..555C. дои:10.1002 / qj.49710042605.
  12. ^ Каллен және Холл, 1979 ж.
  13. ^ Масуда, Ю.Дирард1 (1987). «Қарапайым теңдеу моделінің икосаэдрлік-алтыбұрышты торлы жүйемен интегралдық сызбасы және оны таяз сулы теңдеулерге қолдану». Қысқа және орташа диапазондағы ауа-райын болжау. Жапония метеорологиялық қоғамы. 317–326 бет.
  14. ^ Хикс, Росс; Дэвид А.Рэндалл (1995). «Бұралған икосаэдрлік тордағы таяз сулы теңдеулердің сандық интеграциясы. І бөлім: Тесттердің негізгі дизайны және нәтижелері». Ай сайынғы ауа-райына шолу. 123 (6): 1862–1880. Бибкод:1995MWRv..123.1862H. дои:10.1175 / 1520-0493 (1995) 123 <1862: NIOTSW> 2.0.CO; 2.Хикс, Росс; Дэвид А.Рэндалл (1995). «Айналмалы икосаэдрлік тордағы таяз сулы теңдеулердің сандық интеграциясы. II бөлім: Тордың егжей-тегжейлі сипаттамасы және сандық дәлдікке талдау». Ай сайынғы ауа-райына шолу. 123 (6): 1881–1887. Бибкод:1995MWRv..123.1881H. дои:10.1175 / 1520-0493 (1995) 123 <1881: NIOTSW> 2.0.CO; 2.
  15. ^ Рэндалл т.б., 2000; Рэндалл т.б., 2002.
  16. ^ Си, Джинронг; Ю, Хунфэн; Ма, Кван-Лю (2013-06-01). «Геодезиялық торлардың сәулелік құюы». Компьютерлік графика форумы. 32 (3pt4): 481-490. CiteSeerX  10.1.1.361.7299. дои:10.1111 / cgf.12135. ISSN  1467-8659.
  17. ^ Хайрутдинов, Марат Ф .; Рэндалл, Дэвид А. (2001-09-15). «NCAR қауымдастық климаттық жүйесінің моделіндегі бұлтты параметрлейтін бұлтты шешетін модель: алдын ала нәтижелер». Геофизикалық зерттеу хаттары. 28 (18): 3617–3620. Бибкод:2001GeoRL..28.3617K. дои:10.1029 / 2001gl013552. ISSN  1944-8007.
  18. ^ Xie, J .; Ю, Х .; Maz, K. L. (қараша 2014). Жаппай үлестірілген графикалық процессорлар көмегімен үлкен 3D геодезиялық торлы деректерді визуалдау. IEEE Ірі деректерді талдау және визуалдау бойынша 4-ші симпозиум (LDAV). 3-10 бет. дои:10.1109 / ldav.2014.7013198. ISBN  978-1-4799-5215-1.
  19. ^ Xie, J .; Ю, Х .; Maz, K. L. (қараша 2014). Жаппай үлестірілген графикалық процессорлар көмегімен үлкен 3D геодезиялық торлы деректерді визуалдау. IEEE Ірі деректерді талдау және визуалдау бойынша 4-ші симпозиум (LDAV). 3-10 бет. дои:10.1109 / ldav.2014.7013198. ISBN  978-1-4799-5215-1.
  20. ^ Ринглер, Тодд; Петерсен, Марк; Хигдон, Роберт Л.; Джейкобсен, Даг; Джонс, Филипп В.; Maltrud, Mathew (2013). «Мұхитты жаһандық модельдеуге көп рұқсатты тәсіл». Мұхит модельдеу. 69: 211–232. Бибкод:2013OcMod..69..211R. дои:10.1016 / j.ocemod.2013.04.010.

Сыртқы сілтемелер