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Extraction of topological structures in 2D and 3D vector fields

Autor :Tino Weinkauf
Herkunft :OvGU Magdeburg, Fakultät für Informatik
Datum :07.03.2008
 
Dokumente :
Dataobject from HALCoRe_document_00004038
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Typ :Dissertation
Format :Text
Kurzfassung :Die Analyse von großen und hochdimensionalen Strömungsdaten stellt eine Herausforderung dar, bei der sich die Verwendung von automatisierbaren Werkzeugen bewährt hat, die eine Konzentration auf die wesentlichen Informationen erlauben. Topologische Analyseverfahren erlauben eine zielorientierte Untersuchung der relevantesten Strömungsmerkmale und lassen sich vielfältig anwenden, von der skelettartigen Darstellung des Strömungsverhaltens bis hin zur detaillierten Analyse von Wirbelstrukturen.

Diese Dissertation stellt neue Algorithmen und Ansätze zur Extraktion, zeitlichen Verfolgung und Visualisierung von topologischen Strukturen in Vektorfeldern vor. Zur vereinfachten Darstellung topologischer Skelette von komplexen 3D Vektorfeldern wur\-de das neue Konzept der Konnektoren entwickelt. Die erste Visualisierungstechnik für 3D kritische Punkte höherer Ordnung und die zugehörige Klassifikation werden vorgestellt. Auf Basis dieser Theorie wurden zwei neue Anwendungen zur topologischen Simplifizierung und Konstruktion von 3D Vektorfeldern entwickelt. Desweiteren wird der erste generische Ansatz zur Extraktion von Merkmalen vorgestellt, der es erlaubt, eine Vielzahl von geometrisch definierten, lokalen und globalen Merkmalen in Skalar- und Vektorfeldern zu extrahieren und zeitlich zu verfolgen. Die Verwendung generischer Konzepte und gitterunabhängiger Algorithmen zielt auf eine breite Anwendbarkeit der Methoden bei gleichzeitig vergleichsweise geringem Implementationsaufwand. Zu den weiteren Beiträgen der Arbeit gehören der erste topologiebasierte Ansatz zur Visualisierung von zwei-parameterabhängigen 2D Vektorfeldern und eine umfassende Studie von Wirbelstrukturen. Die Nützlichkeit der Methoden wird anhand der Analyse verschiedener Datensätze gezeigt.

Die in dieser Dissertation vorgestellten Arbeiten wurden in begutachteten internationalen Konferenzbänden, Zeitschriften und Büchern veröffentlicht.
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Erstellt am :24.06.2008 - 06:46:56
Letzte Änderung :22.04.2010 - 08:26:14
MyCoRe ID :HALCoRe_document_00004038
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