题目：熔岩流动现象的三维地质建模方法研究

对火山熔岩流动现象以及三维地质建模方法进行模拟和研究，可以直观地展示火山熔岩流动的动态过程，同时为流体的模拟以及三维地质建模技术提供了理论研究依据，具有重要的意义。

本文基于一种元胞自动机的物理模型，在计算机上进行了熔岩流动现象的模拟与绘制。具体的研究内容和成果包括：

1. 基于元胞自动机的理论基础，每个元胞存储熔岩流的各个物理属性，每一时刻通过中心元胞与邻居元胞之间的相互关系确定元胞的更新过程，通过元胞自动机的动态演化更新过程来模拟熔岩流动的现象。模拟的结果证明了利用元胞自动机的物理模型进行流体模拟的可行性。

2. 对于火山的三维地质建模，采用读取DEM数字高程模型的方法。本文提出了一种利用数学函数结合噪声扰动生成DEM数据的方法，通过读取DEM数据，生成了比较自然的火山地质模型。

3．在可视化与绘制方面，对火山熔岩流动模拟进行了面绘制与体绘制的研究，通过多组实验对比，总结了体绘制相比于面绘制的优势。本文提出了一种通过DEM数据转化为体数据的方法，然后通过直接体绘制技术中的光线投射算法，利用VTK可视化工具库进行绘制，达到了很好的熔岩流动绘制效果。

4．为解决模拟效率的问题，本文提出了一种基于GPU的并行算法，在二维元胞自动机的物理模型的基础上利用GPU并行计算进行加速，极大地提高了模拟效率。通过大量的模拟实验，并对各组实验的结果进行对比，验证了GPU并行算法的有效性。

最后，本文展示了模拟结果并进行了实验对比分析，对未来熔岩流动的模拟研究进行了展望。