Tool zur Simulation von Klima- und Wettereffekten

Ich suche ein Werkzeug, mit dem man Welten mit realistischem (= physikalisch plausiblem) Klima und Oberfläche bei allgemeiner Geländeform erstellen kann oder zumindest bei einer solchen Aufgabe unterstützen kann.

Mein idealer Workflow wäre, die folgenden Daten als Eingabe bereitzustellen:

  • World Terrain Shape (vielleicht so etwas wie ein Höhenfeld)
  • Meeresspiegel und vielleicht andere große Gewässer
  • Allgemeine Planeten- und Atmosphäreneigenschaften

Die Ausgabe wäre eine Verteilung von Geländetypen wie Wüsten (heiß und eisig) und Flüssen, wobei Wälder oder Ebenen ein Bonus sind. Einige allgemeine Klima- oder Wetterkarten wären ebenfalls willkommen.

Natürlich sind auch Tools in Ordnung, die der gleichen Idee folgen, aber einen etwas anderen Satz von Ein-/Ausgängen haben.

Es müsste keine Produktionsqualität sein; unvollständige Funktionalität oder halbautomatischer Betrieb (dh Benutzerunterstützung erforderlich) ist durchaus akzeptabel. Es sieht nach etwas aus, das ein großartiges Thema für eine Bachelor-/Masterarbeit abgeben würde, also ist der akademische Code in Ordnung.

Ich bin nicht wirklich auf ein bestimmtes Betriebssystem beschränkt (dafür sind virtuelle Maschinen und Live-CDs da). Mein primäres System ist Windows, daher ist die Unterstützung dafür ein Bonus, aber definitiv nicht erforderlich.

Ich hoffe, die Anforderungen sind gemäß dieser Meta-Frage zu Empfehlungsfragen spezifisch genug . Wenn nicht, geben Sie bitte an, was fehlt, und ich werde es gerne klären.

Antworten (1)

Entlang Ihrer Anforderungen können wir einen realistischen Planeten erstellen, ausgehend von:

  • Höhenfeld
  • Grundwasserspiegel
  • Chemische Verhältnisse und andere Koeffizienten

GIMP/Photoshop kann tatsächlich jede notwendige Transformation dieses Datensatzes mit integrierten Filtern durchführen, wenn Sie bereit sind, die Genauigkeit ein wenig aufzugeben. Denken Sie sich einfach die Verbindungen aus, die Sie modellieren möchten. Das eine kann nicht modelliert werden, Sie könnten ein Skript schreiben oder andere Software verwenden (ein Beispiel ist die Messung der Sonneneinstrahlung. Ich kenne in Standard-GIMP keine Möglichkeit, eine Schattenkarte aus einer Höhenkarte zu erstellen. QGIS kann dies automatisch tun für du aber).

TimBs großartige Reihe von Fragen zum Weltenbau wird am Ende wahrscheinlich mehr abdecken, als Sie modellieren möchten, aber:

  • Höhenkarte: Damit haben Sie so ziemlich alles, was Sie brauchen. Vor allem, wenn es mit Erosionskanälen für Flüsse, Bruchlinien und einem Grundwasserspiegel gefüllt ist.
  • Wärmekarte: Notwendig, aber schwierig, wenn Sie möchten, dass sie fest mit allem verbunden ist.
  • Shadow Map: Du wirst es für die Hitze brauchen.
  • Grundwasserspiegel/Feuchtigkeitskarte: Dies wird Fruchtbarkeit, Erosion, Regen und vieles mehr antreiben .
  • Windkarte: Dies ist eigentlich eine Ausgabe der anderen Karten, die zusammengemischt sind.
  • Bodenkarte: Typ, Dicke usw. Diese sind wichtig für Verschmutzung und Feuchtigkeit und andere Dinge.

Im Allgemeinen ist die Gaußsche Unschärfe auf Dispersions- und Bleed-Effekte zurückzuführen (es ist die Lösung für Hitze.)

Gradienten werden verwendet, um Konstanten festzulegen (Einstrahlung usw.)

Mittelung und Unschärfe können trotz periodischer Strömungen mehrere Jahreszeiten und Jahre zu einem Gesamtklima vermischen.

Das Verschmieren in eine Richtung (NICHT Richtungsunschärfe, da dies auch vor dem Berg geht) kann Regenschatteneffekte erzeugen.

Eine Dijkstra-Karte/Entfernungstransformation/Grassfire/Eikonal-Lösung/etc. kann seltsame Dinge wie die Entfernung um einen Berg herum oder die Entfernung zum nächsten Satz von _____ erhalten.

Ich gehe davon aus, dass wir bereits eine Höhenkarte haben. Wenn wir dies nicht tun, geben uns Voronoi-Regionen/Buntglas-/Wandbild-/Kopfsteinpflastereffekte segmentierte Regionen. Tatsächliche Becken sind einfach Voronoi-Regionen, die auf Gebirgszüge abgebildet und fraktal ineinander verschachtelt sind. Um das zerknitterte Aussehen der tatsächlichen Plattenbewegung zu erhalten, benötigen Sie Distortion/Displacement/Glass Maps.

Die primäre Regenerosion kann modelliert werden, indem zufälliges Rauschen geworfen wird, das nach Feuchtigkeitsintensität usw. skaliert wird.

Flussschnitzereien und ein ganzes Durcheinander anderer Dinge können mit den ersten Ableitungen Ihrer Karten (dem Gradienten) modelliert werden.

usw.

QGIS wurde erwähnt und passt zu GRASS GIS und vielen anderen Open-Source-GIS. Es macht nicht viel in dieser Richtung, aber es kann mit R verbunden werden. Es gibt also wahrscheinlich ein Programm für alles, was Sie sich vorstellen können, und einige, die Sie nicht können.

Wenn Sie nicht in der Stimmung sind, etwas von Grund auf neu zu programmieren, aber wissen, wie man einen Compiler ausführt, können Sie versuchen, nach Fortran , Astrophysics und Geo-usw. zu suchen. da der größte Teil der Physik gleich geblieben ist, sind alle guten Programme alter Universitätscode.

Blender und Rhino (und Houdini?) können ähnlich wie GIMP/Photoshop verwendet werden, aber mit größerer Wirkung. (Wir lassen einige Fehler fallen, wenn wir uns von einer flachen Darstellung zu einem Globus bewegen. Wir können auch einfach einige Dinge tun, wie die Sonne platzieren und eine elliptische Umlaufbahn modellieren).

EdGCM wurde anscheinend von der NASA als pädagogisches, aber voll funktionsfähiges Klimamodellierungstool entwickelt (es tötet angeblich auch nicht Ihren Computer wie eine andere neuere Klimamodellierungssoftware).

Gocad sieht toll aus, obwohl ich es nicht ausprobiert habe.

Kurz gesagt: Ich bin diesen Weg schon einmal gegangen und war noch nie mit irgendetwas zufrieden (mit der Hand / per Software / mit speziellem Zeug), also bin ich jetzt im Selbstbau Lager. Wenn Sie nicht codieren, führt dies zu einer Menge mühsamer Fotoeinkäufe. Mal sehen ob jemand eine gute Lösung hat...