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基于密度场的大规模时序数据可视分析系统

基于密度场的大规模时序数据可视分析系统

作者：宋钊山东大学

学位级别：硕士

时序数据(Time Series Data)是基于稳定频率持续产生的一系列指标检测数据。随着物联网、工业互联网和智慧城市的快速发展,时序数据的规模在不断激增。对时序数据的分析研究在金融、气象、健康和公共政策制定等许多领域发挥着越来越重... 详细信息

时序数据(Time Series Data)是基于稳定频率持续产生的一系列指标检测数据。随着物联网、工业互联网和智慧城市的快速发展,时序数据的规模在不断激增。对时序数据的分析研究在金融、气象、健康和公共政策制定等许多领域发挥着越来越重要的作用。交互式可视分析是研究时序数据的重要方式,但目前的分析系统在面对不断增长的数据规模时,存在着数据查询慢、可视化效果差、交互延迟高等问题。针对上述问题,该论文设计并实现了一个基于密度场的大规模时序数据可视分析系统。该系统使用密度场表示大规模时序数据,配合数据降采样和WebGL并行计算等技术,实现了对大规模时序数据有效地可视化和低延迟地交互探索。本文主要工作如下:1、设计并实现了一系列基于密度场对大规模时序数据可视分析的方法,包括数据集划分、针对不同分析场景的密度场构建、基于密度场查找特殊序列为用户分析提供指引等,有效降低了大规模时序数据可视化结果的视觉复杂度。同时,使用WebGL并行计算加速密度场的渲染和时间序列的查询,降低了交互延迟。2、针对不同的分析场景和密度场构建流程,分别实现了 M4和MinMax两种时序数据采样算法,将时序数据降采样与密度场构建结合,有效解决由于数据规模大导致的查询慢、传输慢和计算慢的问题,加强了时序数据分析的扩展性。3、基于上述工作并结合时序数据分析流程,设计并实现了基于密度场的大规模时序数据可视分析系统。该系统在解决上述问题的同时,还具备较强的易用性,能够有效地辅助用户对大规模时序数据进行分析探索。最后在功能和性能两个方面对可视分析系统进行测试,确保系统的可用性。

关键词：时序数据数据分析可视化密度场数据采样

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密度场控制的四面体网格自适应生成算法

系统仿真学报 2018年第1期30卷 45-52页

作者：王继东范丽鹏庞明勇南京师范大学教育技术系江苏南京210097 滁州学院计算机与信息工程学院安徽滁州239000

通过构造表面模型的密度场,提出一种四面体网格自适应生成算法。在表面模型的轴向包围盒内均匀点采样;以模型表面为边界定义一个非均匀的密度场来构建采样点集的质心Voronoi结构,同时动态地增删采样点以优化点集分布;以模型内部的采样... 详细信息

通过构造表面模型的密度场,提出一种四面体网格自适应生成算法。在表面模型的轴向包围盒内均匀点采样;以模型表面为边界定义一个非均匀的密度场来构建采样点集的质心Voronoi结构,同时动态地增删采样点以优化点集分布;以模型内部的采样点为基础,以模型表面为边界约束,进行四面体网格划分。实验表明,算法能够处理具有不同拓扑和几何复杂度的表面模型,生成的体网格整体质量较高,网格单元形状规整、尺寸自适应且疏密可调。算法可用于有限元分析、动态仿真等领域。

关键词：计算几何四面体网格化密度场质心Voronoi结构网格优化

欠膨胀自由射流密度场的丙酮平面激光诱导荧光显示与测量

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实验流体力学 2006年第3期20卷 85-90页

作者：耿辉翟振辰周松柏陈军刘君周进国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

介绍了利用丙酮平面激光诱导荧光(PLIF)技术测量自由射流密度场的原理,并对两种射流总压下含有丙酮蒸气示踪剂的欠膨胀自由射流的密度场结构进行了显示。所得图像直观地显示了射流的桶状激波和马赫盘等特征信息,从中可以看出射流欠膨胀... 详细信息

介绍了利用丙酮平面激光诱导荧光(PLIF)技术测量自由射流密度场的原理,并对两种射流总压下含有丙酮蒸气示踪剂的欠膨胀自由射流的密度场结构进行了显示。所得图像直观地显示了射流的桶状激波和马赫盘等特征信息,从中可以看出射流欠膨胀度主要影响马赫盘以前的流场,射流欠膨胀度越高,则射流直径越大,马赫盘越远离喷口,桶状激波越向外凸出。为检验丙酮PLIF技术测量密度场的精度,对实验流场进行了数值仿真。仿真所得到的密度场结构以及沿射流轴线的归一化密度变化曲线与实验得到的相应结果符合较好。

关键词：平面激光诱导荧光流场显示流场测量密度场自由射流欠膨胀

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短裂纹密度场细观统计分析

中国机械工程 2010年第4期21卷 482-486页

作者：敖波张定华邬冠华南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室南昌330063 西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室西安710072

通过LY12铝合金棒材位移控制下的疲劳试验获得了含裂纹的计算机层析成像(CT)检测样本。采用微焦点CT对疲劳试样进行了扫描与重建,获得了密度场图像库,并提取了试样内部的三维裂纹形态。结果表明裂纹以体的形式存在。对裂纹区域内外平均... 详细信息

通过LY12铝合金棒材位移控制下的疲劳试验获得了含裂纹的计算机层析成像(CT)检测样本。采用微焦点CT对疲劳试样进行了扫描与重建,获得了密度场图像库,并提取了试样内部的三维裂纹形态。结果表明裂纹以体的形式存在。对裂纹区域内外平均灰度、沿裂纹扩展轨迹密度变化、沿裂纹体两侧走向密度分布等进行了密度场的细观统计分析。细观统计结果表明,裂纹区域和邻近区域的密度要低于正常区域的密度,材料内部的疲劳损伤呈现不均匀性。

关键词：密度场短裂纹计算机层析成像位移控制

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密度场图像演化分析

中国图象图形学报 2007年第9期12卷 1642-1646页

作者：敖波张定华赵歆波徐夏刚西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室西安710072

短裂纹活动引起的密度场图像演化分析是应用工业CT研究疲劳损伤中的热点。在仿真环境下,应用亚体素模型和局部离散化完成了短裂纹群建模,实现了非均匀密度场的建模。通过高、低两种不同分辨率CT分别观看细节特征和宏观行为,初步开展了... 详细信息

短裂纹活动引起的密度场图像演化分析是应用工业CT研究疲劳损伤中的热点。在仿真环境下,应用亚体素模型和局部离散化完成了短裂纹群建模,实现了非均匀密度场的建模。通过高、低两种不同分辨率CT分别观看细节特征和宏观行为,初步开展了短裂纹活动效应的2维、3维信号分析。引入了图像隶属度,提出了针对裂纹细节变化的模糊增强算法,增强了密度场演化的3维分析信号,有助于监测短裂纹群活动效应。

关键词：亚体素模型密度场减影图像隶属度

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超声速混合层密度场测量与近似重构

科学通报 2010年第13期55卷 1227-1232页

作者：赵玉新易仕和何霖田立丰国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

利用纳米示踪粒子研究了超声速混合层的密度场结构.探讨了基于实验图像的密度场校准方法,采用斜激波实验校准了示踪粒子浓度与当地流场密度之间的关系.针对混合层流动图像的实际特征,校准了光强分布不均匀对密度场测量的影响.以对流马赫... 详细信息

利用纳米示踪粒子研究了超声速混合层的密度场结构.探讨了基于实验图像的密度场校准方法,采用斜激波实验校准了示踪粒子浓度与当地流场密度之间的关系.针对混合层流动图像的实际特征,校准了光强分布不均匀对密度场测量的影响.以对流马赫数0.12混合层为研究对象,测量得到了相应的密度场结构.根据混合层展向结构的涡结构特征和流向的密度场分布,近似重构了超声速混合层的密度场,所得到的密度场结构较好地反映了混合层流动的三维特征.

关键词：纳米粒子超声速混合层密度场

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可视化密度场模型及其在入侵检测中的应用

小型微型计算机系统 2005年第6期26卷 1046-1049页

作者：郭陟赵曦滨顾明清华大学软件学院北京100084 江苏大学计算机科学与通信工程学院江苏镇江212013

随着Internet的飞速发展,Web应用系统在电子政务与电子商务中得到广泛应用,安全问题随之产生.入侵检测是保障Web应用系统安全的重要手段之一,利用可视化技术辅助安全专家创建轮廓有助于提高正常行为轮廓的准确程度,进而提高入侵检测性能... 详细信息

随着Internet的飞速发展,Web应用系统在电子政务与电子商务中得到广泛应用,安全问题随之产生.入侵检测是保障Web应用系统安全的重要手段之一,利用可视化技术辅助安全专家创建轮廓有助于提高正常行为轮廓的准确程度,进而提高入侵检测性能.然而,传统基于散乱点的可视化模型对大样本数据的显示效果较差,在Internet环境中应用受限.本文针对传统模型的缺陷,提出了基于密度场的可视化模型及其相关算法,为安全专家提供更丰富的可视信息,以便安全专家能更准确地创建正常用户行为轮廓.本文还通过实验对两种可视化模型的显示效果进行了对比.

关键词：入侵检测行为轮廓信息可视化密度场

基于NPLS技术的超声速流动密度场测量方法研究

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中国科学（G辑） 2009年第7期39卷 943-948页

作者：田立丰易仕和赵玉新何霖程忠宇国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

受激波、湍流等多种因素的影响,超声速流动的密度场在空间和时间上呈现出明显的不均匀性和非定常性,给测量带来困难.现有超声速密度场测量方法存在着时空分辨率不高、测量三维密度场能力有限或信噪比低等问题,我们基于NPLS技术(Nano-bas... 详细信息

受激波、湍流等多种因素的影响,超声速流动的密度场在空间和时间上呈现出明显的不均匀性和非定常性,给测量带来困难.现有超声速密度场测量方法存在着时空分辨率不高、测量三维密度场能力有限或信噪比低等问题,我们基于NPLS技术(Nano-based planar laser scattering,基于纳米技术的平面激光散射),提出了一种新的超声速密度场测量方法.该方法通过校准NPLS图像灰度与流场当地密度的关系,可测量超声速三维流场某一截面上时间相关的瞬态密度分布.NPLS方法具有高时空分辨率和高信噪比等特点,我们提出的以NPLS为基础的新的超声速密度场测量方法能很好地测量超声速流场中激波结构和复杂涡系结构带来的密度变化.作为应用实例,我们采用该方法对超声速光学头罩对称面密度场进行了测量,测量结果空间分辨率达到93.2μm/pixel,再现了激波、湍流边界层等精细流场结构;对比时间间隔5μs的测量结果,可得出密度场随时间的演化规律.

关键词： NPLS 超声速密度场高时空分辨率

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磁场对重介旋流器密度场影响的实验研究

煤炭技术 2014年第9期33卷 285-287页

作者：赵龙天地科技股份有限公司唐山分公司河北唐山063000 河北省煤炭洗选工程技术研究中心河北唐山063000

利用ANSYS电磁场分析软件对通电线圈在重介旋流器内部产生的磁场分布进行模拟研究,并在实验室进行带煤分选实验;通过软件分析获得磁场在旋流器内部的磁场力分布图,进而来确定线圈参数和预测密度场变化趋势;通过磁场作用下带煤分选实验... 详细信息

利用ANSYS电磁场分析软件对通电线圈在重介旋流器内部产生的磁场分布进行模拟研究,并在实验室进行带煤分选实验;通过软件分析获得磁场在旋流器内部的磁场力分布图,进而来确定线圈参数和预测密度场变化趋势;通过磁场作用下带煤分选实验获得产物的浮沉表并绘制分配率曲线图,得出δp值及可能偏差E值变化范围,来说明磁场的存在确实会对重介旋流器的密度场分布产生影响。

关键词：磁场密度场分选实验 δp值 E值