Ökoinformatik, Biometrie und Waldwachstum

Thema (P06)

Erweiterung eines Monte-Carlo-Raytracers um variable Abbruchbedingungen


Beschreibung:


Das momentan implementierte Strahlungsmodell der Modellierungsplattform GroIMP (Kniemeyer 2008), das auf Monte-Carlo Raytracing beruht, soll um flexible Abbruchkriterien erweitert werden:


  • die Mindestanzahl an Strahlen, die einen kleinen Testbereich erreichen
  • die absolute oder mittlere Strahlungsmenge aller Objekte in der Szene
  • eine definierte Mindest- oder Maximal-Strahlungsmenge pro Objekt
  • die (statistisch ermittelte) Unterschreitung einer gewissen, vorgegebenen Grenze der Varianz der simulierten Strahlungsmenge




Dazu müssten sichtbare Objekte um eine kleine Strahlenstatistik erweitert werden, in der mindestens die durchschnittliche (und absolute) Strahlungsmenge erfasst wird.


Eine sehr interessante Anwendungsmöglichkeit, die sich aus den neuen Abbruchkriterien ergibt, ist eine (enorme) Beschleunigung der Laufzeit von Funktions-Struktur-Modellen von Pflanzen und Beständen, deren momentaner Flaschenhals das Lichtmodell ist, das, um brauchbare Ergebnisse zu erzielen, mindestens mit 10 Millionen Strahlen und einer Rekursionstiefe von 10 betrieben werden muss. Mit dem neuen Ansatz könnte man eine Mindeststrahlungsmenge festlegen und dann alle Werte (Absorptionsmengen pro Objekt) entsprechend skalieren. (Wenn man einmal die Strahlungsverteilung hat, dann kann man einfach mit einer Konstanten skalieren, ohne die Verteilung zu ändern oder Fehler zu erzeugen. So erzeugt man vielleicht mit 5 Millionen Strahlen eine repräsentative Strahlungsverteilung, skaliert dies dann mit 2 und erspart sich so weitere 5 Millionen Strahlensimmulationen.)






Betreuung:




Bachelorarbeit für 1 Studierende/n (Angewandte Informatik)