复杂海洋光场建模方法及其应用探索
海洋技术在海洋生态模型构建中的应用
海洋技术在海洋生态模型构建中的应用海洋，占据了地球表面约 71%的面积，是地球上最为广阔和神秘的领域之一。
随着人类对海洋的探索不断深入，海洋生态系统的研究显得愈发重要。
而海洋生态模型的构建，成为了理解和预测海洋生态变化的重要工具。
在这一过程中，海洋技术的应用发挥了关键作用。
海洋观测技术是获取海洋生态数据的重要手段。
传统的观测方法包括船舶采样、浮标监测等，但这些方法往往受到时间和空间的限制。
如今，卫星遥感技术的发展为我们提供了更为宏观和连续的观测视角。
通过卫星搭载的各种传感器，我们可以获取海洋表面温度、叶绿素浓度、海冰覆盖范围等信息。
这些数据对于构建海洋生态模型中的物理环境参数至关重要。
例如，海洋表面温度的分布会直接影响海洋环流和生物的分布；叶绿素浓度则反映了浮游植物的生产力，是海洋食物链的基础。
声学技术在海洋生态研究中也具有独特的应用价值。
声学多普勒流速剖面仪（ADCP）可以测量海流的速度和方向，帮助我们了解海洋中的物质输运和能量传递过程。
而声学监测系统可以用于监测海洋生物的活动和分布。
例如，通过监测鱼类的声学信号，我们可以了解它们的迁徙路径、栖息地选择和群体行为。
这些生物活动信息对于构建海洋生态模型中的生物过程模块非常重要。
海洋传感器技术的进步也为海洋生态模型的构建提供了更精确的数据支持。
例如，溶解氧传感器可以实时监测海水中的溶解氧含量，这对于评估海洋生物的呼吸作用和生态系统的健康状况具有重要意义。
营养盐传感器能够测量海水中氮、磷等营养盐的浓度，这些营养盐的分布和变化对于浮游植物的生长和繁殖起着关键作用。
同时，新型的微型传感器和生物传感器的出现，使得我们能够在微观尺度上研究海洋生态过程，为构建更精细的海洋生态模型提供了可能。
海洋数值模拟技术是构建海洋生态模型的核心手段之一。
通过建立数学方程来描述海洋中的物理、化学和生物过程，利用高性能计算机进行数值求解，我们可以模拟海洋生态系统的动态变化。
例如，在物理模型中，我们可以模拟海洋环流、海浪和海温的变化；在化学模型中，可以模拟营养盐的循环和污染物的扩散；在生物模型中，可以模拟浮游植物、浮游动物和鱼类等生物的生长、繁殖和死亡过程。
海洋光学ocean optics原理
海洋光学（Ocean Optics）是研究海洋中光的传播、相互作用和应用的一门学科。
它涉及到海水中光的吸收、散射、透射等多种光学现象，对于认识海洋的光学特性和开发海洋光学仪器具有重要意义。
本文将介绍海洋光学的原理，包括海水中光的传播规律、海水的吸收和散射特性，以及海洋光学在海洋科学和环境监测中的应用。
一、海水中光的传播规律海水是一种具有吸收、散射和透射能力的介质，其光学性质主要受水体成分和悬浮物的影响。
在海水中，光的传播受到多种因素的影响，包括入射光的波长、水质、水深等。
光在海水中的传播过程可以用光传播的基本原理来解释和描述，其核心是光的吸收、散射和透射。
1. 光的吸收：海水中的吸收主要是由水分子和溶解态和颗粒态有机物质引起的。
在可见光波段，蓝色光比红色光在海水中更容易被吸收，这也是海水呈现出蓝色的原因之一。
2. 光的散射：海水中的散射主要是由溶解和悬浮的微粒引起的。
根据散射光的波长和传播方向的不同，可以将海水中的散射分为瑞利散射、米氏散射和非选择性散射等不同类型。
3. 光的透射：海水对光的透射影响受到吸收和散射的共同作用，当光在海水中传播时，会发生吸收和散射现象，导致光强度逐渐减弱，直至最终衰减至无穷小。
二、海水的吸收和散射特性海水中的吸收和散射特性是海洋光学研究的重点之一。
海水中的吸收和散射过程不仅受到水质、水温、盐度等因素的影响，还受到气候、地理、季节等多种因素的影响。
1. 水质的影响：海水中悬浮物的浓度和颗粒的大小对光的吸收和散射起着重要作用。
一般来说，海水中悬浮物含量越高，光的吸收和散射就越明显。
2. 水温和盐度的影响：水温和盐度对海水的光学性质有一定影响，其中水温会影响到海水的折射率，而盐度对海水的透射性能产生一定的影响。
3. 天气和地理的影响：天气和地理因素也对海水的光学特性有一定影响，例如气候条件的变化、水深的不同，都会影响到海水的光学性质。
三、海洋光学在海洋科学和环境监测中的应用海洋光学的研究成果在海洋科学和环境监测领域有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 海洋物理学研究：海洋光学技术可以用于测量海水的透明度、悬浮物浓度、叶绿素浓度等参数，为海洋物理学的研究提供了重要的数据支持。
海洋光学技术在海洋资源评估中的应用
海洋光学技术在海洋资源评估中的应用在人类探索和利用海洋的进程中，准确评估海洋资源至关重要。
海洋光学技术作为一种先进的手段，正发挥着日益重要的作用。
海洋是一个极其复杂而又充满奥秘的世界。
要对其资源进行评估，我们需要各种精确而有效的技术。
海洋光学技术就是其中之一，它为我们打开了一扇了解海洋内部的窗户。
海洋光学技术的原理，简单来说，就是通过研究海洋中光的传播、吸收、散射等特性，来获取有关海洋成分、结构和生态等方面的信息。
光在海水中的传播并非是一条直线，它会受到海水的各种物理、化学和生物因素的影响。
比如说，海水中的浮游生物、溶解物质以及悬浮颗粒都会对光产生吸收和散射作用。
通过测量这些光的变化，我们就能推断出海洋中的物质组成和分布情况。
在海洋资源评估中，海洋光学技术的应用范围十分广泛。
首先，它在海洋生物资源评估方面表现出色。
通过测量海洋中不同深度的光强和光谱分布，我们可以了解浮游植物的分布和密度。
浮游植物是海洋食物链的基础，其数量和分布直接影响着整个海洋生态系统的结构和功能。
而海洋光学技术能够快速、大面积地监测浮游植物的动态变化，为评估海洋渔业资源提供重要依据。
其次，海洋光学技术在海底矿产资源评估中也大显身手。
海底蕴藏着丰富的矿产资源，如石油、天然气、多金属结核等。
在探测这些矿产资源时，光学技术可以帮助我们了解海底的地形地貌、沉积物类型和分布等信息。
例如，利用高分辨率的光学成像设备，可以清晰地看到海底的地质结构和矿产的分布情况。
同时，通过分析光在海底沉积物中的反射和散射特性，还可以推断出沉积物的成分和物理性质，从而为矿产资源的勘探和开采提供有价值的线索。
再者，海洋光学技术在海洋化学资源评估方面也有着不可替代的作用。
海水中含有大量的化学元素和化合物，如盐类、营养盐、重金属等。
通过测量海水的光学参数，如吸收系数、散射系数等，我们可以推算出海水中各种化学物质的浓度和分布。
这对于评估海洋化学资源的储量和开发潜力具有重要意义。
利用超级计算技术进行海洋模拟的最佳实践
利用超级计算技术进行海洋模拟的最佳实践海洋模拟是利用数值方法研究海洋运动、海洋生态系统以及海洋气候变化等问题的重要手段。
随着计算机硬件和软件的不断进步，超级计算技术逐渐成为海洋模拟的重要工具之一。
本文将探讨利用超级计算技术进行海洋模拟的最佳实践。
首先，利用超级计算技术进行海洋模拟需要选取适当的数值模型。
海洋模型通常基于海洋动力学和物理过程的方程组建立，包括复杂的非线性和时空耦合过程。
对于海洋模拟而言，一般选择Navier-Stokes方程、热传导方程、海洋浮力等方程作为基础模型，并结合实际问题引入其他物理参数。
超级计算技术可以有效地处理这些复杂的方程组，并能够提供高分辨率、高精度的模拟结果。
其次，高性能计算机的硬件和软件配置也是进行海洋模拟的关键。
超级计算机具备强大的计算和存储能力，可以处理大规模海洋模拟所需的海量数据和复杂计算。
在硬件方面，超级计算机应配置大量的计算节点和高速互连网络，以保证模拟过程的并行计算效率。
在软件方面，高效的并行计算软件平台和优化的算法实现是确保海洋模拟高性能运行的关键。
此外，针对海洋模拟的特点，超级计算技术还应具备高度的可扩展性。
海洋模拟通常需要处理数以亿计的网格点，因此计算规模很大。
超级计算技术要能够支持模拟算例的快速扩展和灵活调整。
这要求高性能计算机具备可扩展的处理能力和存储容量，并能够有效地支持大规模并行计算，以满足不同尺度和复杂程度的海洋模拟需求。
此外，利用超级计算技术进行海洋模拟的最佳实践还包括数据预处理和后处理。
在进行海洋模拟之前，需要对输入数据进行预处理，包括提供初始条件、边界条件以及外部强迫项。
超级计算技术可以通过高效的数据管理和预处理技术，实现对大规模输入数据的处理和准备。
在模拟结果得到后，需要进行后处理，包括数据分析、可视化等，以便更好地理解和利用模拟结果。
超级计算技术可以提供高效的数据存储和处理能力，以满足后处理的需求。
最后，利用超级计算技术进行海洋模拟的最佳实践还应包括合理的计算时间管理和任务调度。
海洋测绘中的测深技术和地形建模方法
海洋测绘中的测深技术和地形建模方法海洋是地球表面的广阔蓝色领域，然而它的深度却多数时候是未知的。
为了探索海洋的奥秘，测深技术和地形建模方法成为海洋测绘的重要工具。
本文将介绍海洋测绘中常用的测深技术和地形建模方法。
一、测深技术1. 多波束测深技术多波束测深技术是一种利用声波回波计算出海洋底部的水深的方法。
它通过向海洋底部发送一束声波，然后记录回波的时间和能量，进而计算出海洋的水深。
这种技术可以快速测量大面积的海洋底部，并且具有较高的精度和分辨率。
2. 单束测深技术单束测深技术也是利用声波回波来测量海洋水深的方法。
与多波束测深技术不同的是，单束测深技术只发送一束声波，并记录回波的时间和能量。
尽管这种技术的测量范围相对较小，但它具有较高的精确度和灵敏度，适用于精细测量和探测海洋底部的特定特征。
3. 卫星测深技术卫星测深技术是一种利用卫星数据来获得海洋水深的方法。
它通过测量海洋表面的高度变化来推测海洋的水深。
这种技术可以提供大范围的水深数据，并且具有高度自动化的优势，成本较低。
二、地形建模方法1. 点云建模点云建模是一种将离散的测量点云数据转换为连续地形模型的方法。
在海洋测绘中，点云建模主要用于重建海洋底部的地形。
它将测深技术获得的水深数据转换为地形表面的点云数据，然后采用插值算法来生成平滑的地形模型。
2. 栅格地形建模栅格地形建模是一种通过将地理空间划分为规则网格，并使用每个网格单元的属性来构建地形模型的方法。
在海洋测绘中，栅格地形建模将水深数据拟合到等距离的栅格中，形成海洋底部的地形模型。
这种方法适用于快速建模和分析海洋底部的形状和地貌特征。
3. 推测建模推测建模是一种通过估算海洋底部形态和地貌的方法。
它通过海洋测量数据中存在的特征，如斜坡、河道、峡谷等，来推测其他区域的地形。
这种方法适用于海洋测绘数据有限的情况下，提供对海洋底部的粗糙估计。
总结起来，测深技术和地形建模方法在海洋测绘中起到了关键的作用。
海洋生态建模及其应用
海洋生态建模及其应用海洋是地球上最大的生态系统之一，包含着广阔的海底、海岛、沿海生态系统和大洋生态系统。
然而，近年来海洋面临着越来越严重的威胁，如海洋污染、垃圾掩埋、气候变化等。
为了维护海洋的健康和生态平衡，研究人员不断提出各种保护和恢复海洋生态系统的方法。
其中，海洋生态建模是一种较为有效的研究手段。
本文就对海洋生态建模及其应用做一些简要介绍。
什么是海洋生态建模？海洋生态建模是将海洋系统的物理、化学、生物特征量化表达、描述和预测的一种方法。
它是基于海洋生态系统研究并结合计算机模拟技术的产物。
海洋生态建模通过整合现有的自然和人文数据，建立数学模型、算法和程序，以增进我们对海洋生态系统的理解和预测能力。
海洋生态建模的目的是提供科学依据和决策支持，在海洋环境管理和保护等方面发挥作用。
海洋生态建模的分类1.物理和化学建模物理和化学建模是最早应用和发展的建模方法。
这种模型主要利用物理和化学的原理模拟海洋中的各种物理、化学过程，如海流、水温、盐度等。
通过这些模拟可以对海洋物理化学过程进行预测，为海洋资源管理和海洋环境保护提供科学依据。
2.生态学建模生态学建模是对生物特征进行量化模拟。
这种模型主要关注海洋中的生物和其与环境之间的联系。
生态学建模会建立海洋生物的生长和传承模型，以预测生态系统内部环境和生物组成的变化情况，也能够对海洋生态系统的可持续利用进行评估和预测。
3.集成建模集成建模将物理、化学和生态学等多个领域的信息整合起来，提高对海洋生态系统的理解和预测能力。
集成建模能够更准确、全面地评估生态系统健康的整体发展趋势，并预测各种干扰因素造成的影响。
海洋生态建模的应用1.海洋区域管理海洋生态建模技术可以用于评估海洋区域的生态系统状态，并提供区域的操纵方案。
通过建立生态系统模型，可以对引起环境变化的事件作出及时反应，减少因区域管理不善造成的生态系统破坏或威胁。
2.渔业管理海洋生态建模技术能够定量描述渔业的生物学、生态学和经济学特征，并对渔业资源可持续性进行评估。
基于OpenGL的海浪视景仿真技术研究的开题报告
基于OpenGL的海浪视景仿真技术研究的开题报告一、研究背景和意义SeaWave模拟（海浪模拟）是种已经广泛应用到虚拟环境中的技术。
海浪模拟是指对正常剪切流（南瓜形波）进行有限元数值分析的过程，得到一个复杂的波面场景。
这个技术在游戏、动画、电影制作、虚拟现实、船舶交互设计等领域中有广泛的应用。
随着现代游戏和虚拟现实技术的发展，要求越来越高的真实感和逼真度，因此对于海浪的模拟和渲染也越来越成为了人们关注的焦点。
二、研究现状目前针对海浪视景仿真技术，已经有很多成熟的技术与方案。
其中，基于OpenGL的海浪模拟技术是比较常用、经典的方法之一。
其中3种常用的基于OpenGL的海浪视景仿真技术如下：1. 顶点波形法（Vertex Waves）：此技术基于将海浪的波形作为渲染表面的查询平面，使用可调节的正弦函数来表示波浪从头部到尾部的高度。
这个波形根据水的一个运动模型来模拟，并且可以在渲染器中进行修改。
2. 片元波形法（Fragment Waves）：这种技术使用了片元着色器，通过计算和近似多点水表面的折射和反射来模拟波浪效果。
这个方法较为常用，并且需要进行更精确的计算。
3. 高度场法（Height Field）：这个技术使用一张灰度图来表示水的高度场，高度值采用 0.0 ~ 1.0 的浮点数表示。
制作高度图可以使用自然的参考，比如实测的海域数据或者从现有的真实数据集中获取。
三、研究内容和研究方案本研究拟采用基于OpenGL的海浪视景仿真技术，在此基础之上，将着眼于以下两点研究内容：1. 基于流场的波浪模拟高质量的波浪效果不仅需要逼真的转移过程，还需要视频中的各个局部波浪效果。
将波浪模拟与流场模拟一起使用，可以更有效地实现这一目标；2. 基于真实输入的波浪模拟为了应对特定的应用场景，在某些情况下，需要对海浪数据进行计算。
对于这种情况，本研究提供了一种工具，使得用户可以自己输入数据来模拟海浪效果。
四、拟解决的问题和预期成果本研究旨在研究基于OpenGL的海浪视景仿真技术，探究其在海浪模拟和渲染方面的各种问题，致力于解决以下几个核心问题：1. 如何提升渲染效果本研究将结合光照、水动力等因素，研究如何提升波浪的真实感和逼真度，从而提高海浪视景仿真的渲染效果。
海洋地质研究中的先进技术应用
海洋地质研究中的先进技术应用海洋，占据了地球表面约 71%的面积，是地球上最神秘和广阔的领域之一。
对于海洋地质的研究，不仅有助于我们更好地了解地球的演化历史，还能为资源开发、环境保护和灾害预防等提供重要的科学依据。
在海洋地质研究中，先进技术的应用正发挥着越来越关键的作用。
首先，多波束测深技术是海洋地质研究中的一项重要手段。
它通过向海底发射扇形的声波波束，能够快速、高精度地测量大面积的海底地形。
这使得研究人员能够绘制出详细的海底地形图，从而揭示海底山脉、海沟、峡谷等地貌特征的分布和形态。
通过多波束测深技术获取的海底地形数据，还可以帮助我们推断海底地质构造的类型和演化过程。
例如，在板块边界附近，海底地形的起伏和变化往往与板块运动和地质活动密切相关。
其次，海洋地震勘探技术在海洋地质研究中也具有不可替代的地位。
这项技术利用人工激发的地震波在海水中和海底地层中的传播和反射，来获取海底地层的结构和岩石性质等信息。
通过对地震波数据的处理和分析，研究人员可以确定地层的厚度、岩性、断层分布等，进而了解海洋地壳的结构和演化。
海洋地震勘探对于寻找海底油气资源、研究海底火山活动以及揭示深部地质过程都具有重要意义。
另外，海底取样技术是直接获取海底地质样品的重要方法。
常见的海底取样设备包括重力取样器、箱式取样器和柱状取样器等。
重力取样器通过自身的重量插入海底沉积物中，获取表层的沉积物样品；箱式取样器则可以获取较大体积的海底沉积物和岩石样品；柱状取样器能够获取垂直方向上连续的沉积物柱，为研究古海洋环境和气候变化提供了宝贵的材料。
对这些样品进行实验室分析，可以了解沉积物的成分、粒度、矿物组成等，从而推断沉积环境和地质过程。
遥感技术在海洋地质研究中的应用也日益广泛。
卫星遥感可以提供大面积、长时间序列的海洋表面信息，如海面温度、海流、海浪等。
这些信息对于研究海洋环流、海洋与大气的相互作用以及气候变化对海洋的影响具有重要价值。
同时，高光谱遥感技术还可以探测海底矿产资源的分布和特征，为海洋矿产资源的勘查提供了新的途径。
多尺度海面电磁散射特性建模与测量研究
多尺度海面电磁散射特性建模与测量研究多尺度海面电磁散射特性建模与测量研究引言海洋是地球表面覆盖最广的环境之一，其电磁散射特性对于雷达遥感、海洋观测和通信等领域具有重要意义。
海面电磁散射是指电磁波在海面上发生的散射现象，其研究旨在揭示海面散射机理，提高雷达探测和通信系统在海洋环境中的性能。
一、多尺度海面电磁散射特性建模海面电磁散射特性的建模是研究的基础。
研究者通过观测、实验和数值模拟等方法，建立了一系列的散射模型。
在海面电磁散射模型中，通常采用常规散射模型、小波模型和多尺度分析等方法。
常规散射模型是应用最为广泛的一种方法，通过分析电磁波与海面之间的相互作用，建立了散射系数与入射角、海面粗糙度等之间的数学关系。
这种方法依赖于波动理论和近似计算，在一定范围内能够较好地描述海面电磁散射现象。
小波模型是一种基于小波分析的波浪散射模型，通过对海面波浪进行小波变换，得到波浪谱在频谱尺度上的分布信息。
然后将波浪谱与海水的散射系数相乘，得到入射波的散射波谱，从而计算出散射系数。
小波模型对于海面散射的高频成分能够更准确地进行建模。
多尺度分析是利用尺度分析方法研究海面电磁散射特性的一种方法。
采用多尺度分析可以将海面的粗糙度结构分析为多个尺度的成分，从而更全面地描述海面电磁散射特性。
同时，多尺度分析还可以考虑到海面局部特征对电磁散射的影响，提高模型的精度。
二、海面电磁散射特性的测量方法海面电磁散射特性的测量是进一步研究的基础。
现代海洋科学技术已经发展出多种有效的测量方法。
实地观测是最直接、精确的海面电磁散射特性测量方法。
通过在海面上实施测量实验，可以获得实时、实地的数据。
实地观测可以使用散射雷达、光学测量仪器等设备进行测量，得到海面散射系数、散射特性等关键信息。
卫星遥感是一种通过卫星对地球表面进行观测的遥感技术。
使用卫星遥感可以对大范围的海洋进行连续观测，获得大量的数据。
卫星遥感在海面电磁散射特性研究中具有广泛的应用，尤其是在对大尺度和长时间尺度的海面散射特性变化进行研究时，具有独特的优势。
基于海洋谱模式的海洋环境建模技术研究
基于海洋谱模式的海洋环境建模技术研究海洋是地球最广阔、最神秘的领域之一，它覆盖了地球表面的71%。
因此，海洋环境建模技术的研究不仅能够帮助我们了解海洋生态及其物理化学过程，也对开发海洋资源、保护海洋环境、应对全球气候变化等都具有重要作用。
其中，基于海洋谱模式的海洋环境建模技术是一种较为常见的海洋环境建模技术。
一、什么是海洋谱模式海洋谱模式是指海洋领域内用来研究波浪、风浪、潮汐、海流等物理现象的一种模式。
海洋领域内的波动和振动现象十分广泛，使得海洋谱模式的应用变得尤为重要。
通过这种模式，我们可以了解海洋波浪、海洋气象和海洋生态等方面的内容。
海洋谱指的是海洋内潜在的波动和振动现象。
海洋谱模式的研究基于线性波动理论，通过计算机模拟，可以预测海洋内各种波动和流动现象。
这种模式可以被分为两类：一类是基于数值方法构建的谱模式，另一类是基于解析方法构建的偏微分方程模式。
二、海洋环境建模技术的研究海洋环境建模技术是利用计算机模拟技术，根据实际观测数据和先验知识，建立海洋环境的数值模型，以了解海洋环境的运动、变化等信息。
建模技术可以仿真模型的多种情况，从而揭示和预测海洋环境变化的趋势。
这样，我们可以更好地了解海洋环境及其变化趋势，进而为海洋环境保护、海洋资源开发等提供科学依据。
建模技术的研究由浅入深，包括数据采集、数据预处理、模型建立和结果分析等环节。
其中，数据采集和预处理是建立模型的基础。
根据海洋采样和观测数据，必须进行测量、传感器、数据传输等方面的接口调试和调整。
模型建立是整个建模过程中最为关键的部分。
在模型建立中，首先需要选择适当的建模方法和建模软件。
海洋谱模式就是广泛应用的一种建模方法。
然后需要设置好模型参数，确保模型能够准确、有效地模拟出实际的海洋环境。
三、基于海洋谱模式的海洋环境建模技术优势相比于其他模型方法，基于海洋谱模式的海洋环境建模技术具有以下优势：1、预测效果好。
基于海洋谱模式的模型算法能够纳入多种海洋物理因素和元素，可以准确模拟海洋中的浪高、流速、压力等参数，整体预测效果更加可靠和准确。
基于并行蒙特卡洛模拟算法的海洋表层系统光学特性研究
基于并行蒙特卡洛模拟算法的海洋表层系统光学特性研究基于并行蒙特卡洛模拟算法的海洋表层系统光学特性研究摘要：海洋表层系统是地球上最广阔的自然生态系统之一，其中光的传输和相互作用是一个复杂的过程。
本研究旨在探究海洋表层系统中的光学特性，并通过并行蒙特卡洛模拟算法进行深入研究。
本文首先介绍了海洋表层系统的特点以及光在海洋中的传播规律；其次，通过蒙特卡洛模拟算法建立了光传输模型，并详细描述了算法的实现过程；最后，通过实验验证了模型的准确性和可靠性，并分析了海洋表层系统中的光学特性。
关键词：并行计算；蒙特卡洛模拟；海洋表层系统；光学特性一、引言海洋表层系统占据了地球表面70%以上的面积，是地球上最广阔的自然生态系统之一。
海洋中的光传输是一个复杂而多变的过程。
光在海洋中的传播规律受到了海洋水质、物质浓度、颗粒分布等环境因素的影响。
因此，对海洋表层系统的光学特性进行研究具有重要的意义。
二、海洋表层系统的特点和光的传播规律海洋表层系统由浅层水体和大气组成，其中光在海洋中的传播是由多种因素共同作用的结果。
海洋的折射率随着水温和盐度的变化而变化，这会影响光的传播速度和方向。
此外，海洋中悬浮物、溶解物和色素等物质的存在也会对光的传播产生影响。
光在海洋中的传播规律可以用光学散射、吸收和反射来描述。
光学散射是指光在海水中与微小颗粒的相互作用后改变方向的现象。
光的吸收是指海水中的物质吸收光的能量。
光的反射是指光从海水和大气界面反射回来的现象。
三、基于蒙特卡洛模拟算法的光传输模型为了研究海洋表层系统中光的传播规律，我们采用了蒙特卡洛模拟算法建立了光传输模型。
蒙特卡洛模拟是一种基于统计学的方法，通过随机抽样和统计分析来模拟复杂的随机事件。
在光传输模型中，我们将海洋表层系统划分为多个小体积元，并对每个小体积元中的光传输过程进行模拟。
在每次模拟中，我们根据该小体积元的吸收、散射和反射特性，随机生成光的入射方向和出射方向，并计算经过该小体积元后的光强度和能量。
高性能计算技术在海洋科学建模与仿真中的应用研究
高性能计算技术在海洋科学建模与仿真中的应用研究摘要：海洋科学建模与仿真需要处理大量的数据和复杂的计算任务，传统的计算方法往往无法满足需求。
高性能计算技术的引入为海洋科学建模与仿真提供了强大的计算能力和解决方案。
本文将详细介绍高性能计算技术在海洋科学建模与仿真中的应用，包括海洋气候模拟、海洋环境预测、海洋能源开发等方面，并讨论其在提升海洋科学研究的效率和精确度方面的优势。
1. 引言海洋科学建模与仿真是研究海洋的物理过程、生物过程和化学过程的重要手段。
在过去的几十年里，随着计算机和计算技术的发展，海洋科学建模与仿真取得了显著的进展。
然而，海洋科学研究面临着巨大的数据量和复杂的计算任务，需要强大的计算能力来处理和分析海洋数据。
高性能计算技术的出现为海洋科学建模与仿真提供了新的解决方案。
2. 高性能计算技术在海洋气候模拟中的应用海洋气候模拟是对海洋气候系统进行描述和预测的重要方法。
高性能计算技术可以有效地处理大气和海洋耦合模式，提供更准确的模拟结果。
通过利用高性能计算技术，研究人员可以模拟和预测气候变化、海平面上升等重大气候事件，为海洋灾害预防和生态环境保护提供科学依据。
3. 高性能计算技术在海洋环境预测中的应用海洋环境预测是对海洋物理、生物和化学过程的预测和模拟。
高性能计算技术可以加快海洋环境模型的计算速度，提高预测的准确性。
通过高性能计算技术，研究人员可以预测海洋中海流、海洋温度、盐度和水质等要素的空间和时间变化，为海洋资源开发和海洋环境保护提供重要参考。
4. 高性能计算技术在海洋能源开发中的应用海洋能源开发是利用海洋的能源资源进行电力、热力等能源开发。
高性能计算技术可以模拟海洋潮汐、海浪、海流等能源资源的分布和变化规律，为海洋能源的开发和利用提供科学依据。
同时，高性能计算技术还可以优化海洋能源设备的设计和运行，提高能源利用效率。
5. 高性能计算技术的挑战与展望尽管高性能计算技术在海洋科学建模与仿真中的应用已经取得了显著的成果，但仍面临一些挑战。
海洋气象观测数据的挖掘与模型建立
海洋气象观测数据的挖掘与模型建立概述海洋气象观测数据的挖掘与模型建立是通过对海洋气象观测数据的收集、整理、分析和建模，以揭示气象变化规律，并提供准确的预测模型。
这对于海上航行、海洋资源开发、渔业管理等领域具有重要意义。
本文将讨论海洋气象观测数据的挖掘与模型建立方法。
1. 海洋气象观测数据的收集与整理海洋气象观测数据的收集是建立模型的第一步。
目前，有多种途径可用于收集海洋气象观测数据，如气象观测站、卫星遥感、浮标、船舶观测等。
这些数据包含大气压力、温度、湿度、风速、海浪高度等重要观测指标。
收集到的数据需要进行整理，包括数据清洗、异常值处理和数据格式标准化等，以确保数据的可靠性和一致性。
2. 海洋气象观测数据的分析与挖掘对收集到的海洋气象观测数据进行分析和挖掘是建立模型的关键。
常用的数据分析方法包括统计分析、时序分析、空间分析和机器学习等。
统计分析方法可用于计算数据的描述统计量和相关系数，从而获得数据的分布规律和相关性信息。
时序分析方法可以揭示数据的周期性和趋势性变化。
空间分析方法可以研究不同地点之间的关联性和空间分布规律。
机器学习方法可以利用海洋气象观测数据来训练预测模型，如神经网络、支持向量机等。
3. 海洋气象观测数据的建模与预测通过对海洋气象观测数据的挖掘和分析，可以建立准确的预测模型。
预测模型的选择取决于具体的问题和数据特征。
常用的预测模型包括线性回归、时间序列模型、ARIMA模型、人工神经网络模型等。
这些模型可以用于预测未来海洋气象变化趋势、海冰分布、海洋风暴等。
在构建预测模型时，需要将数据集划分为训练集和测试集，通过对训练集进行模型训练和参数优化，再对测试集进行验证和评估，以获得模型的准确性和鲁棒性。
4. 挖掘与模型建立的应用海洋气象观测数据的挖掘与模型建立应用广泛。
在海上航行中，预测海浪高度、风速和风向等气象变量可以帮助船舶合理规划航线，避免恶劣天气的影响。
在渔业管理中，根据海洋气象观测数据预测海洋渔场的渔业资源分布和数量，可以提高渔业资源的开发效率和管理水平。
海洋工程设施三维实景建模技术研究及其应用
础，对图像实行三维重建，简单来说，它是拍摄照片的逆向过 程，从二维图像转化为三维建模，所见即所得。该方法能够以数 码相机为拍摄的主要工具，结合对图片的相关处理，于图像中提 取三维空间所需的相关数据，并依靠这些数据完成对目标的三维 重构。该技术具有极大的优势，主要表现为以下几个方面：
随着三维实景建模技术的发展，该技术被广泛应用于众多 领域。传统建模方法主要是正向建模法，该方法主要依据设计 图纸和厂家资料来完成建模工作。逆向建模法作为另一种重建 方法，主要是通过三维激光扫描以及三维实景技术对已有的实 体进行数字化测量，然后依据测量数据重建数字模型。本文主 要通过对比正向建模和逆向建模方法的优缺点，重点研究如何 使用实景三维建模技术与其他三维建模技术的结合来提高海洋 工程设施的三维建模效率。
（2）对参与建模的工作人员具有较高的要求。建模人员 在建模中主要依据经验进行判断与调整，这种经验的积累需要 在日积月累的实践过程中才能实现。需要工作人员在实践中不 断摸索、总结，反复尝试、训练。
（3）可能存在一些需要被建模的目标并没有图纸作为载 体，建模人员无从知晓实物，仅仅只能依靠描述和图片，发挥 主观判断进行建模工作，这就很可能引起建模的失真。
20 科学与信息化2020年3月中
TECHNOLOGY AND INFORMATION
信息化技术应用
持式三维扫描仪进行补充扫描获取点云数据。通过该技术获取 的高密度、毫米级精度的空间点云数据，并能在三维成果中直 接进行模型的测量与管理。
4.2 数据预处理阶段 数据预处理包括影像数据预处理和点云数据预处理。对影 像数据的预处理：对每架次飞行获取的影像数据进行及时、认 真地检查和预处理，不断调整，最终获取所需数据。所有成果 进行自身质量检查合格后整理归档，得到最终航摄成果。在无 人机摄影采集的影像中，影像预处理中的匀光匀色的调校及处 理速度是影响影像效果的关键因素。对点云数据预处理就是对 激光扫描的点云数据进行合并、分割、降噪处理等[4]。 4.3 模型创建 （1）海上设施外轮廓基于无人机数据的三维实景建模 目前能用于创建实景模型的软件不少，例如ContextCapture 软件。倾斜影像数据的空中三角测量可采用实景建模软件进 行，具体方法为： 1）将相机中的照片导入，并提取外方位元素以及相关的 检验文件，据此摄像区空三工程相关的文件被构建出，同时， 依据外方位的数据能够确定摄区像的主点方位。 2）将摄区外业像控点量导入空三工程。每个控制点在每 个镜头上要刺一个点位及以上，以此确保控制点测量的准确 度，并根据刺点点位的信息，将控制点量录入软件模块中。 3）在实景建模软件中进行空中三角测量计算设置，所有 倾斜摄区影像及量测的像控点均需参与运算，最终得到摄区空 中三角测量成果。 4）创建实景三维模型及输出：以前面测量的空三成果作 为基础数据创建模型，并输出最终的实景三维模型。 5）三维模型成果展示：三维实景建模软件可以输出多种 不同格式的三维模型成果，可直接对接国内外主流GIS平台及 设计平台软件。
复杂海洋光场建模方法及其应用探索
复杂海洋光场建模方法及其应用探索摘要进入二十一世纪后，新科学技术革命崛起的步伐越来越迅速，世界各国之间的竞争不单单是领土的争斗，特别是随着全球自然资源的日渐匮乏，海洋作为高新技术产业发展的重要领域，开始吸引越来越多的国家加入对海洋科技的竞争。
海洋光场的研究在气象、军事、农业、影视娱乐等行业都有着广泛的应用需求。
近来，国内外在海洋环境的建模和仿真方面已有很多研究，但主要涉及光的传输特性，更侧重于水面光影效果的模拟或致力于生成空气介质中真实感的三维动画，而很少涉足动态海洋光场的建模问题。
本文主要研究风海波影响下的海洋动态光场建模方法，通过对光场立体剖面的建模、洋流运动的建模、温盐密特性物理分析及任一平面内光场辐射度仿真等定性与定量研究，建立一种粗粒度的动态光场实时仿真模型，利用matlab软件开发基于该模型的交互式水下光场剖面仿真系统，实现复杂海洋光场动态特性指标的系统化表征。
通过展示XY面、XZ面和YZ面的光照辐射度随海洋特性变化的动态仿真图，为全立体海洋光场实时绘制提供技术支撑，可用于实现水下航行器深海环境探测任务。
利用matlab计算建模方法，更简单直观，可实现动态效果及人机交互。
关键词：海洋光场，风海波，建模，动态，matlab仿真Exploring the Modeling Method and its Application toComplex Marine Light FiledABSTRACTSince entering the 21st century, the rise of the pace of the new science and technology revolution has been increasingly rapid. What's more, the competition among countries all over the world is not only a territorial fight. Especially with growing scarcity of natural resources in the world, marine as an important area of high and new technology industry development, has began to attract more and more countries to join the competition of marine science and technology. The research of marine light field in the military, agriculture, meteorology, film and television entertainment industry has a wide range of application requirements. Recently, there are a lot of research in the modeling and simulation of the Marine environment at home and abroad, but they mainly relate to optical transmission characteristics, and focus more on the surface of light and shadow to simulate or to generate realistic 3 d animation in air medium, which seldom dabble in dynamic ocean modeling problems of the light field. This paper mainly studies modeling methods of the ocean dynamic light field under the influence of wind waves. Through qualitative and quantitative research of the light field three-dimensional profile modeling, the modeling of ocean currents, thermohaline characteristics physical analysis and any plane light field radiation simulation, ect. we can establish a coarse-grained dynamic real-time simulation model of optical field and develop interactive underwater light field profile simulation system based on the model by using MATLAB software, which can realize complex marine light field systematic characterization of dynamic characteristics of indicators. By showing the XLAT plane, the XZ plane and theLATZ plane light radiation intensity dynamic simulation diagrams changing with Marine features, it provides full three-dimensional ocean light field real-time rendering technical support, which can be used to help the deep underwater vehicle implement environment detection tasks. What's more, MATLAB calculation modeling method is more simple and intuitive, which can realize the dynamic effect and human-computer interaction.KELAT WORDS：marine field, wind sea, modeling, dynamic state, MATLABsimulation目录前言 (1)第1章复杂系统的建模与仿真方法[16,17] (4)§1.1 复杂系统的简单说明 (4)§1.2 建模与仿真 (6)§1.2.1 仿真的基本概念 (6)第2章MATLAB/SIMULINK建模仿真技术 (11)§2.1 MATLAB/SIMLINK概述 (11)§2.1.1 MATLAB简介 (11)§2.1.2 MATLAB编程环境的特点 (11)§2.1.3 SIMULINK仿真工具简介 (13)§2.2 MATLAB/SIMULINK的建模方法 (15)第3章海洋水体中光的传输特性 (17)§3.1 海洋中的光及其重要作用 (17)§3.2 海洋中光的传输特性 (17)§3.3 Monte Carlo模型 (18)第4章交互式动态海洋光场建模 (21)§4.1 海洋光场模型的建立 (21)§4.1.1 基于stokes理论的光场二维数学模型的建立 (21)§4.1.2 基于MATLAB的光场二维剖面 (22)§4.2 风海波影响下海洋动态光场的建立 (25)§4.2.1 三维海洋波浪曲面的生成 (25)§4.2.2 三维海洋光场图形的获得 (26)§4.2.3 三维海洋光场动态图的制作 (28)结论 (30)参考文献 (31)致谢 ............................................................................... 错误！未定义书签。
海洋数值模型的理论及应用 ppt课件
海洋数值模型发展的历史
上个世纪70年代，sigma坐标系开始应用于
海洋模型在水深方向，比如目前被广泛使用
的POM（Princeton Ocean Model）、
ECOM （Estuarine Coastal and Ocean
Model） 、ROMS（Regional Ocean
和2.4401；在稳定层次
可表示为
1
0 条件下，
D s
S M , S H 值分别为2.0145
1
0
D s
条件下，它下限值为
-0.28，对应的 S M , S H 值分别为 0.0470和 0.0461。
E1, E2, E3, B1 是2.5阶M-Y湍流闭合模式参数，由实验测得
M—Y湍流模型的适用条件
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？
• 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
海洋数值模型发展的历史
海洋模型到按其水平网格的离散方式以及所使用
的垂向坐标系的不同大致经历了如下源自个发展阶段 最早出现并且还在使用的海洋模型是Bryan等人
M-Y湍流模型已被广泛应用于浅海潮汐，风生
表面混合层的模拟以及底边界层的研究；
该模型在混合较弱的层化流体中对湍流混合系
数计算效果不佳，应用于河口的可行性也有待
于探讨；
虽然该模型无论是在物理上还是在数学上都存
在着明显的缺陷，但是目前依然得到广泛应用。
只有深入了解海水的微细结构以及海洋湍流结
，如果计算网格划分得足够细的话，C 可以
一种海洋真光层水柱光谱模拟装置及方法
一种海洋真光层水柱光谱模拟装置及方法嘿，你知道吗？在那广阔神秘的海洋世界里，有一种特别厉害的东西，叫做海洋真光层水柱光谱模拟装置及方法！这可真是个神奇的玩意儿。
想象一下，海洋就像是一个巨大的舞台，而真光层就是这个舞台上最耀眼的部分。
这个装置呢，就像是一个超级导演，能够把这个舞台上的光谱变化模拟得栩栩如生。
它就像是一个魔法盒子，里面装满了各种奇妙的技术和智慧。
通过这个装置，我们可以更加深入地了解海洋真光层的奥秘。
它能让我们看到那些平时我们很难察觉到的光谱变化，就好像是给我们戴上了一副特殊的眼镜，让我们看到了一个全新的世界。
这个方法呢，也不简单哦！它就像是一套精心编排的舞蹈动作，每一个步骤都恰到好处。
研究人员们就像是出色的舞者，通过巧妙地运用各种技术手段，把这个模拟过程演绎得精彩绝伦。
你说，海洋那么大，里面的奥秘那么多，要是没有这样的装置和方法，我们怎么能更好地去探索呢？它就像是一把钥匙，帮我们打开了通往海洋深处秘密的大门。
你再想想，要是我们能把海洋真光层的光谱变化摸得透透的，那对我们的生活能有多大的影响啊！比如在海洋生态研究方面，我们可以更好地了解海洋生物的生存环境和习性，那不就能更好地保护它们了吗？在海洋资源开发方面，我们也能更加准确地找到那些宝贵的资源，这可不是一件小事儿啊！而且啊，这个装置和方法还在不断地发展和完善呢！就像我们人类一样，一直在不断进步。
说不定哪天，它就能给我们带来更大的惊喜，让我们对海洋的认识又上升到一个新的高度。
哎呀，真的很难想象，如果没有这个海洋真光层水柱光谱模拟装置及方法，我们对海洋的探索会变得多么艰难。
它真的是我们了解海洋的得力助手啊！难道不是吗？所以啊，我们可得好好珍惜这个神奇的东西，让它为我们的海洋研究和保护发挥更大的作用。
你说是不是呢？。
我国海洋光学的应用与发展
我国海洋光学的应用与发展光学是研究海洋的光学性质、光在海洋中的传播规律和运用光学技术探测海洋的科学。
它是海洋物理学的分支学科，又是光学的分支学科。
光电子学方法是海洋光学测量的主要手段，基础研究中包括实验和理论两方面。
实验方面主要运用现场和实验室的测量方法进行海洋光学性质的研究。
一、海洋光学的研究内容⒈海面光辐射研究：主要研究日光射入海洋后，经过辐射传递过程所产生的、由海洋表层向上的光谱辐射场，是建立光学海洋遥感模型的重要依据。
⒉水中能见度：主要研究水中的视程和图象在水中的传输问题。
⒊激光与海水的相互作用：主要研究激光在水中受到的散射、吸收及其所遵循的传输过程。
⒋海洋水体的光学传递函数：用线性系统理论研究海洋水体对光的散射和吸收的过程。
主要研究海水点扩展函数、海水光学传递函数与海水固有光学参数的关系。
它是建立海洋激光雷达方程和水中图象系统质量分析的重要依据。
二、海洋光学的研究课题⒈基础理论方面：鉴于单色光辐射传递模型已不能满足多光谱水色遥感的要求，必须进一步研究海洋辐射传递的逆问题，尤其是浅海和表层光谱辐射传递、非均匀水体光谱辐射传递、海－气系统光谱辐射传递逆问题的物理模型和计算方法。
激光在水中单程的平衡态的传输过程的研究，已不能满足激光雷达探测海洋的要求，必须深入研究窄光束反向多次散射的辐射传递和非平衡态辐射传递模型及其计算方法。
⒉实验技术方面：传统的船测方法已不能满足近代海洋光学发展的要求，必须发展海洋光学参数的遥测方法，研究新的海洋光学测量模型，以发展新的测量技术和测量仪器。
同时，应着重加强应用研究，在海洋光学中不断引入近代光学方法和激光新技术，继续开拓海洋光学在海洋开发、海洋要素的探测及海洋技术中的应用。
三、海洋光学仪器测量海洋光学性质的仪器。
它可分成两类：（一）测量海水固有光学性质的仪器因为固有光学性质不受环境条件的影响，可采样在实验室中测量，也可在现场测量，故这类仪器又分为实验室仪器和现场测量仪器两种。
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复杂海洋光场建模方法及其应用探索摘要进入二十一世纪后，新科学技术革命崛起的步伐越来越迅速，世界各国之间的竞争不单单是领土的争斗，特别是随着全球自然资源的日渐匮乏，海洋作为高新技术产业发展的重要领域，开始吸引越来越多的国家加入对海洋科技的竞争。
海洋光场的研究在气象、军事、农业、影视娱乐等行业都有着广泛的应用需求。
近来，国内外在海洋环境的建模和仿真方面已有很多研究，但主要涉及光的传输特性，更侧重于水面光影效果的模拟或致力于生成空气介质中真实感的三维动画，而很少涉足动态海洋光场的建模问题。
本文主要研究风海波影响下的海洋动态光场建模方法，通过对光场立体剖面的建模、洋流运动的建模、温盐密特性物理分析及任一平面内光场辐射度仿真等定性与定量研究，建立一种粗粒度的动态光场实时仿真模型，利用matlab软件开发基于该模型的交互式水下光场剖面仿真系统，实现复杂海洋光场动态特性指标的系统化表征。
通过展示XY面、XZ面和YZ面的光照辐射度随海洋特性变化的动态仿真图，为全立体海洋光场实时绘制提供技术支撑，可用于实现水下航行器深海环境探测任务。
利用matlab计算建模方法，更简单直观，可实现动态效果及人机交互。
关键词：海洋光场，风海波，建模，动态，matlab仿真Exploring the Modeling Method and its Application toComplex Marine Light FiledABSTRACTSince entering the 21st century, the rise of the pace of the new science and technology revolution has been increasingly rapid. What's more, the competition among countries all over the world is not only a territorial fight. Especially with growing scarcity of natural resources in the world, marine as an important area of high and new technology industry development, has began to attract more and more countries to join the competition of marine science and technology. The research of marine light field in the military, agriculture, meteorology, film and television entertainment industry has a wide range of application requirements. Recently, there are a lot of research in the modeling and simulation of the Marine environment at home and abroad, but they mainly relate to optical transmission characteristics, and focus more on the surface of light and shadow to simulate or to generate realistic 3 d animation in air medium, which seldom dabble in dynamic ocean modeling problems of the light field. This paper mainly studies modeling methods of the ocean dynamic light field under the influence of wind waves. Through qualitative and quantitative research of the light field three-dimensional profile modeling, the modeling of ocean currents, thermohaline characteristics physical analysis and any plane light field radiation simulation, ect. we can establish a coarse-grained dynamic real-time simulation model of optical field and develop interactive underwater light field profile simulation system based on the model by using MATLAB software, which can realize complex marine light field systematic characterization of dynamic characteristics of indicators. By showing the XLAT plane, the XZ plane and theLATZ plane light radiation intensity dynamic simulation diagrams changing with Marine features, it provides full three-dimensional ocean light field real-time rendering technical support, which can be used to help the deep underwater vehicle implement environment detection tasks. What's more, MATLAB calculation modeling method is more simple and intuitive, which can realize the dynamic effect and human-computer interaction.KELAT WORDS：marine field, wind sea, modeling, dynamic state, MATLABsimulation目录前言 (1)第1章复杂系统的建模与仿真方法[16,17] (4)§1.1 复杂系统的简单说明 (4)§1.2 建模与仿真 (6)§1.2.1 仿真的基本概念 (6)第2章MATLAB/SIMULINK建模仿真技术 (11)§2.1 MATLAB/SIMLINK概述 (11)§2.1.1 MATLAB简介 (11)§2.1.2 MATLAB编程环境的特点 (11)§2.1.3 SIMULINK仿真工具简介 (13)§2.2 MATLAB/SIMULINK的建模方法 (15)第3章海洋水体中光的传输特性 (17)§3.1 海洋中的光及其重要作用 (17)§3.2 海洋中光的传输特性 (17)§3.3 Monte Carlo模型 (18)第4章交互式动态海洋光场建模 (21)§4.1 海洋光场模型的建立 (21)§4.1.1 基于stokes理论的光场二维数学模型的建立 (21)§4.1.2 基于MATLAB的光场二维剖面 (22)§4.2 风海波影响下海洋动态光场的建立 (25)§4.2.1 三维海洋波浪曲面的生成 (25)§4.2.2 三维海洋光场图形的获得 (26)§4.2.3 三维海洋光场动态图的制作 (28)结论 (30)参考文献 (31)致谢 ............................................................................... 错误！未定义书签。
前言覆盖地球表面71%的海洋是人类生产和生活不可缺少的领域。
作为生命的起源地，海洋对人类的影响将会随着时间的推移而不断的快速增长。
近年来，随着矿产资源的日益匮乏、生态环境的遭受到越来越严重的破坏，陆地可开发利用的资源越来越少，海洋成了人类社会持续发展的希望。
众多领域的国内外专家都预言说，人类的新世纪将是海洋的世纪，人类的明天将主要依靠海洋。
众所周知，除了蕴藏丰富的海洋资源以外，辽阔的海域起着调节全球气候、保持水循环的作用，而且还是交通的通道、防御外敌入侵的天然屏障，所以越来越多的国家卷入争取海域行使权的战争中。
但是，摆在我们面前的现实说明如何正确、合理地开发利用海洋、发展海洋事业才是人类的文明进步的大事。
光场（light field），于1846年最早由法拉第给出的定义，是指光在每一个方向通过任一点的光量。
研究海洋光场首先要了解海洋光学。
海洋光学[1]（或者说是水文光学），是一门研究光与自然水体如何互相作用的学问。
过去以及现在乃至未来对海洋的研究重点一直在海洋的许多经济和军事应用方面。
大部分人只知道海洋生产大多数人类日常生活需要的鱼，却不知其生产最终是由极其微小的藻类如何吸收和利用太阳光所控制的。
而且，为了确保国家安全，人们一直在寻找如何进入和利用海洋的方法。
这类探索活动要求用可见光入射到海洋以此去探测和发现潜在的威胁，或是搞清楚具有战略战术价值区域的特征。
海洋光场先进的可视化技术在气象、农业、军事、影视娱乐等行业都有广泛的应用需求。
虚拟的海洋环境主要由波动海面、海面的反射和折射、海空云雾、太阳等组成。
基于已有的海洋光场的气象数据，可以运用物理学和图形学相结合的方法构建海洋环境的海面、光照效果等的三维可视化模型，来处理海面波动、光反射和折射等可视化实时仿真难题。
本文主要研究风海波影响下的海洋动态光场建模方法，通过对光场立体剖面的建模、洋流运动的建模、温盐密特性物理分析及任一平面内光场辐射度仿真等定性与定量研究，建立一种粗粒度的动态光场实时仿真模型，利用matlab软件开发基于该模型的交互式水下光场剖面仿真系统，实现复杂海洋光场动态特性指标的系统化表征，可用于水下航行器深海环境探测任务。