如何从积分重建二维场?

计算科学 插值 逆问题
2021-12-18 02:52:28

一般问题

我在有二维形状的平面上工作V被切割成一组零件{Vi}不重叠的

Vi  s.t.  iV¯i=V¯  and  iVi={}

我知道标量场在每个部分q(xx)Vi

Viq(xx)dxdx  known for all i

我想估计任何空间点q(xx)xx

有什么方法可以做到这一点?

我的特殊情况

这是一个将形状切割成非重叠(三角形)子的示例:V{Vi}
在此处输入图像描述

其中,图中的颜色对应于从特征函数 as P(Vi)χP(Vi):=Viχ(xx)Vi1

我想找到一个函数使得 当然,在一般的二维情况下,没有像原始函数...我如何估计函数pP(Vi)=Vip(xx)  i
p

2个回答

有无限函数在给定域上具有相同的积分,因此您需要对要允许的函数类型做出假设。

我想到的最简单的方法是假设每个单元格中都有一个常数函数,然后

pip(x)=P(Vi)VixVi.

然后,您可以使用此信息为您获取其他感兴趣区域的例如:p(x)

  1. 的分段线性近似值p(x)

  2. 您可以计算三角剖分的 Voronoi 对偶,并使用将分配给每个质心的插值。pi

  3. 对这些值进行非局部插值。

的行为使用另一个假设,并使用优化方法强制执行某些属性,但我将首先尝试上面建议的方法。p(x)

我认为这里有几个问题:

  1. 我们如何估计支持内任何点的q

  2. 我们如何估计 对于 1,我会尝试从氡变换中获得一些灵感,特别是像代数重建这样的东西q

将支持离散为一大堆点我们将尝试恢复使用积分值来获得的线性约束。这将是不确定的,因此在边界中为相邻的以及您可能感兴趣的任何其他边界添加平滑惩罚。将其全部插入您最喜欢的求解器中,看看会发生什么。xiq(xi)jaijq(xj)=Viqq(xi)q(xj)xixjxixj

对于 2.,这将变得更加困难,但也许一旦您有了 1. 的解决方案,您就可以尝试克里金法。