Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava Diplomová práce Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava Diplomová práce Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu."— Transkript prezentace:

1 Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava Diplomová práce Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu LENKA PUSTĚJOVSKÁ, GM 560 AUTORKA DIPLOMOVÉ PRÁCE ING. DAVID VOJTEK, PH.D. VEDOUCÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE Květen 2008

2 OBSAH PREZENTACE: Úvod do problematiky Cíle diplomové práce Definice a historie celulárních automatů Charakteristiky celulárních automatů Využití celulárních automatů Datové zdroje Programové vybavení Kritéria ovlivňující stékání kapaliny po povrchu Navržený celulární automat Celkové zhodnocení Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu

3 ÚVOD DO PROBLEMATIKY: poznávání okolního světa snaha zachytit realitu příroda jako forma výpočtu predikce a modelování různých situací pomocí celulárních automatů Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu

4 CÍLE DIPLOMOVÉ PRÁCE: seznámení s problematikou a historií celulárních automatů zjištění pravidel a vstupů, které budou sloužit pro simulaci stékání kapaliny po zemském povrchu příprava obecně fungujícího celulárního automatu pro modelování stékání kapaliny po reliéfu v programu ArcGIS testování správnosti vytvořeného celulárního automatu na uměle vytvořených datech na reálných datech Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu

5 DEFINICE CELULÁRNÍCH AUTOMATŮ: Celulární automat je matematický model fyzikálního systému, jehož prostor a čas jsou diskrétní, a fyzikální veličiny nabývají diskrétních hodnot z konečné množiny. Vladimír Drábek Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu

6 HISTORIE CELULÁRNÍCH AUTOMATŮ: Průkopníci celulárních automatů: John von Neumann Modelování sebereprodukce Stanislaw Ulam Rozšíření von Neumannovy koncepce John Horton Conway Game of Life Stephen Wolfram Klasifikace chování 1D celulárního automatu Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu Vstupní hodnoty: o živá buňka o neživá buňka Pravidla celulárního automatu: o buňka zůstane živá, jestliže má 2 nebo 3 sousedy živé, jinak umírá o buňka oživne, pokud má 3 živé sousedy Game of life

7 CHARAKTERISTIKA CELULÁRNÍCH AUTOMATŮ: tvořeny elementárními buňkami (cell) se specifickou geometrií jednorozměrná struktura dvourozměrná struktura třírozměrná struktura každá buňka obsahuje proměnnou - omezena rozpětím hodnot celulární automat se vyvíjí v diskrétních časových krocích nová hodnota buňky závisí na její předchozí hodnotě a na předchozích hodnotách nejbližších sousedů Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu 1D 2D3D

8 VYUŽITÍ CELULÁRNÍCH AUTOMATŮ: simulace v biologii simulace v chemii simulace v medicíně simulace ve fyzice simulace v dopravě modelování různých sociologických dějů zpracování a generování obrazu Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu

9 DATOVÉ ZDROJE: Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu Digitální model území 1: (DMÚ 25) Vrstevnice → dmt Testovací data Libovolně navržený terén v závislosti na sledovaném pravidle

10 PROGRAMOVÉ VYBAVENÍ: ArcGIS 9.2 příprava dat vytvoření celulárního automatu testování správnosti na odlišných datech Python Scripter vytváření skriptů Poznámkový blok 5.1 Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu

11 KRITÉRIA STÉKÁNÍ KAPALINY PO ZEMSKÉM POVRCHU: směr toku vyplňování bezodtokých míst rychlost toku absorpce povrchu teplota vzduchu Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu

12 NAVRŽENÝ CELULÁRNÍ AUTOMAT: model A příprava vstupních dat model B_bez_BM model B bez bezodtokých míst slouží pro práci s hydrologicky čistými daty model B_s_BM model B s bezodtokými místy model se používá pro práci s hydrologicky nevyčištěnými daty skripty Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu

13 MODEL A: Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu DMR Výpočet odtoku a přítoku pro každou buňku Výpočet hydrologicky čistého DMR Výpočet odtoku a přítoku pro každou buňku Doplňkové výpočty pro následnou analýzu (pro model B_s_BM) 1 2 3

14 MODEL B (BEZ BEZODTOKÝCH MÍST): Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu Přítok (skutečný) Výpočet šíření kapaliny od zdroje Přiřazení informace o množství zdroje Zdroj poloha Stanovení výsledku Výpočet nového zdroje 1 2 Zdroj množství Oprava množství ve zdroji

15 Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu STÉKÁNÍ KAPALINY PO RELIÉFU: Ukázkový příklad – terén bez bezodtokých míst

16 MODEL B (S BEZODTOKÝMI MÍSTY): Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu Přítok (skutečný) Výpočet šíření kapaliny od zdroje Přiřazení informace o množství zdroje Zdroj poloha Výpočet aktuálního objemu nad bezodtokými oblastmi Výpočet šíření kapaliny z bezodtokých oblastí 1 2 Přítok (vyrovnaný) Výpočet nového zdrojeStanovení výsledku 3 54 Zdroj množství Oprava množství ve zdroji

17 STÉKÁNÍ KAPALINY PO RELIÉFU: Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu Ukázkový příklad – terén s bezodtokými místy

18 CELKOVÉ ZHODNOCENÍ: modelování reality není jednoduchá záležitost nejasnosti při modelování vytvořený celulární automat je zatím schopen modelovat pouze základní jevy Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu

19 ZDROJE DAT: DRÁBEK, V.: Vlastnosti a použití binárních celulárních automatů. Habilitační práce, FEI VUT Brno, 1997, 80 stran. HAWKINS, A., ROFF, D., GUNDRY, A.: Cellular Automata and Spatial Epidemics. 2005, [cit ]. Dostupné na www: LI, J.: Cellular Automata. [cit ]. Dostupné na www: SCHATTEN, A. [cit ]. Dostupné na www: TORRENTS, B.: Geosimulation. John Wiley & Sons, 2004, 287 stran. [cit ]. Dostupné na www: Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu

20 D ĚKUJI ZA POZORNOST


Stáhnout ppt "Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava Diplomová práce Implementace celulárních automatů při modelování stékání kapaliny po zemském povrchu."

Podobné prezentace


Reklamy Google