海岛三维信息可视化系统的构建及实现

三维技术能够以生动形象、简洁明了的形式表达事物的立体形态和与周边的空间关系,实现多源信息数据的集中一体化展示,本文通过基于Cesium开源框架,结合无人机倾斜摄影技术、海陆一体化数据融合技术、二三维一体化技术等,构建海岛三维信息可视化系统,实现海岛、周边海域、水下地形等多源数据的三维化、模型化、可视化展示,海岛三维信息可视化突破了海岛数据信息在平面地图中单调显示的局限,为海岛的管理、保护和开发利用提供了更高效的信息化辅助管理支持。     

海洋风场动态可视化研究

针对海洋环境数据多维、多格式及动态性的特点,在深入研究OSG三维可视化仿真平台的基础上,采用颜色映射与点图标映射,结合几何着色器与osg Earth三维虚拟地球场景,提出一套海洋风场可视化的方法.实验结果表明,本方法很好的实现了海洋风场动态可视化,为海洋环境的动态可视化提供了一个强有力的研究平台.     

大规模海洋水文环境多维可视化技术研究

随着三维可视化技术在海洋环境仿真和信息表达方面的研究不断深入,在应用领域对海洋数据可视化结果的真实感、可视化过程中的实时交互性要求越来越高。基于GPU技术和OSG(Open Scene Graph)三维渲染引擎,研究OSG三维交互关键技术和体绘制渲染技术,开发一套面向大规模海洋水文环境数据的可视化软件,实现海洋要素场填色图、等值线绘制、等值面绘制、要素场体绘制和海流场动态模拟。为了更好的表达海量海洋水文环境数据的空间特性和实时性,在场景中建立节点对几何对象进行管理,引入回调机制实现动态渲染,加入CUDA(Computing Unified Device Architecture)并行计算提高计算速率,采用NetCDF(Network Common Data Form)文件格式对数据进行存取,应用GPU编程技术实现海洋水体环境要素快速体绘制。通过实践,开发实现的海洋水文环境可视化软件能够对海洋水体环境要素的属性和变化过程进行高效、直观的模拟和显示。     

海洋和大气数据多模式动态可视化系统的设计和实现

为了实现海洋和大气数据多模式动态可视化,本系统使用VC++和CG着色语言进行开发,渲染引擎基于OpenGL三维图形标准。提出了一系列面向海洋和大气数据的模式分析方法,包括:探针功能、线模式、面模式、体模式、矢量模式和动态时间序列分析等,实现了将海量多维海洋大气数据转换为三维空间或动态演变的图像,同时完成用户交互处理操作。并将可视化技术应用于长时间序列的海洋大气数据,通过实时动态的可视化图像来体现海洋大气数据的动态变化过程。结果表明,该系统可实现常见海洋和大气数据的多模式动态可视化。     

基于球体的海洋标量场要素的三维可视化技术研究

在分析海洋环境标量场要素数据特点,了解常规的海洋环境要素分析和可视化表达方式的基础上,对在三维球体模型上实现海洋标量场要素时空分析和可视化表达的方法和技术进行了研究.提出了海洋标量场要素数据的三维空间数据模型,以此为基础利用VC与Open GL技术实现纹理数据的实时绘制,并采用基于对象的方法在三维球体上对其进行可视化表达,实现了真正意义上基于地球球体模型的海洋标量场要素的可视化.该基于球体的可视化方式能更好地表现研究对象的区域特点,特别是在进行大范围区域乃至全球性研究时更具优势.同时,通过按需进行数据抽取,系统在数据加载效率与数据承载总量上都有所提高,在＂数字海洋＂原型系统中目前已经加载了全球范围多个精度的温度、盐度、密度、声速等标量场数据,并实现了业务化运行.     

基于osgEarth的大规模流场并行计算方法

全球海洋流场具有数据规模大、计算复杂度高等特点,传统的可视化线性积分卷积(LIC)算法计算时耗高,难以满足大规模流场的实时交互可视化需求。本文基于OSG提出了大规模流场的LIC并行计算可视化方法,计算方法以osgEarth开源渲染引擎为基础,利用GPU的高性能计算技术,构建统一的设备计算框架,实现了LIC算法的并行化以达到加速效果。实验结果表明:该算法的加速比能够提高50倍,可满足全球海洋流场实时交互可视化处理的需求。     

海洋标量数据的三维动态可视化系统研究

为了实现海量、多源、异构、多维、多格式、动态等特性海洋标量数据的三维集成可视化,设计了基于服务思想、面向通用标量数据格式的三维虚拟可视化体系架构,构建了海洋三维可视化原型系统,并对其体系架构和功能设计进行了详细阐述;采用基于几何对象的可视化方法,结合LOD动态调度、表面纹理及快速查询等关键技术,实现了海洋标量场数据的高效、快速三维动态可视化、要素值查询及时序分析等功能。该研究可为其他海洋环境要素数据的可视化与分析提供思路与技术借鉴。     

基于GIS的海洋水文信息系统的设计与实现

对于大量来之不易的海洋水文数据,传统的管理方式不便于信息的查询、可视化和综合分析。利用GIS技术对海洋水文数据的管理和可视化方法进行研究;基于空间位置管理水文数据,并以矢量图、统计直方图等方式对水文数据进行可视化表达;基于MapObjects进行了海洋水文信息系统的开发实践,实现了数据管理、地图浏览、信息查询、水文专题地图自动绘制等功能。为海洋水文数据的科学管理和可视化提供了有效方法,是"数字海洋"工程建设中的有益探索。     

基于GIS的海洋水文数据可视化方法研究

本文利用GIS技术对海洋水文数据的管理和可视化方法进行研究,基于空间位置管理水文数据,以矢量图、统计直方图等方式对水文数据进行可视化表达,基于MapObjects进行了海洋水文信息管理系统的开发实践,实现了数据管理、地图浏览、信息查询、水文专题地图自动绘制等功能.     

海洋环境数据三维可视化系统设计与实现

针对目前海洋环境数据可视化技术存在的问题,结合海洋环境要素特点和我国对海洋环境信息化建设的实际需求,设计并开发了海洋环境数据三维可视化系统,重点从海洋环境数据组织和管理、海洋环境数据可视化表达、海洋环境数据查询分析、三维场景交互与视图控制四个方面入手,实现海洋多源信息的集成与可视化共享,为智慧海洋管理提供深入的信息集成、分析与可视化服务。     

南海海底地形可视化分析及其地质意义

海底地形是海洋地质学、海洋地球物理学、物理海洋学和海洋生物学等研究的基础资料,是影响海洋要素分布的重要因素之一。可视化是地形数据解译的关键,它为揭示海底地形与其他海洋要素之间所蕴含的关系和规律提供了独到的方法。基于可视化工具Vertical Mapper,在MapInfo Professional中对南海海底地形信息进行了渲染图与三维可视化实现,并对地形进行了剖面分析,进而将可视化的南海海底地形信息与表层沉积物类型、流场等其他海洋要素信息进行叠加分析,由此探讨了表层沉积物类型的分布与地形、海洋动力条件等的空间相关性,说明海底地形的可视化对于海洋地质现象的解释具有重要的意义。     

一个基于卫星遥感数据的海洋大气地理信息系统平台软件--MAGIS

在分析海洋地理信息系统发展的推动力和形式的基础上，论述了研究和开发基于卫星遥感数据的开发型海洋大气地理信息系统(Marine and Atmospheric Geographical Information System，MAGIS)的意义；阐述了MAGIS系统的总体设计和工作流程以及总结了系统的特色并展望了系统的发展前景。     

基于B/S的海洋环境数据可视化与服务

为了解决B\S模式下系统业务化运行中海洋环境数据组织与管理、数据服务发布与可视化表达等问题,通过消息控制机制,实现了海洋环境数据的动态处理、服务动态生成和显示一体化无缝衔接,从而在保证数据安全情况下为用户提供海洋环境数据分析,通过系统的部署试运行,证明其具有良好的应用前景。     

海洋叶绿素a浓度动态可视化研究

为了实现叶绿素a浓度数据的三维动态可视化效果,针对海洋环境数据多维、多时间及多格式等特点,在全面分析NetCDF(network Common Data Form)数据模型的格式、存储的基础上,结合GPU(Graphics Processing Unit)与osgEarth三维地球虚拟场景,提出一套海洋环境中叶绿素a浓度的动态可视化方法。实验表明,该方法具有一定的可行性和高效性,为海洋环境数据的动态可视化与分析提供了强有力的可视化平台。     

海上危化品漂移扩散过程三维动态可视化方法

全球化工产业的发展导致海上危化品泄漏事故频发,严重影响了海洋生态环境,如何开展快速、有效的应急响应已成为迫切需求。对泄漏危化品未来漂移扩散情况进行预测与可视化呈现是应急过程的一个重要环节,目前针对污染扩散可视化的相关研究在场景构建、渲染效率、可扩展性、交互控制等方面仍存在不足。该文提出了一种基于Unity3D引擎及其粒子系统的海上危化品漂移扩散过程三维动态可视化方法,在海洋周边三维场景构建和模型数据优化处理的基础上,通过粒子的动态更新实现了危化品扩散过程的可视化,并提供了针对场景漫游和扩散过程控制的交互接口。以杭州湾海域为例的模拟实验结果表明该方法的性能和效果满足实际应用需求,能够为海上危化品泄漏突发事故应急提供信息参考与辅助决策支持。     

基于GIS的南海海温时空过程分析研究

海温是海洋环境影响因子之一,对于海洋生态环境、海水养殖业等尤为重要。本文以Argo数据提取的南海海洋温度场数据为例,结合GIS(GeographicInformationSystem)技术,研究南海海温点过程、面过程可视化表达的方法。利用GIS作为可视化框架提供南海海温场的可视化显示,包括放大、缩小和拖动等基本功能,绘制多种形式的数值图像并进行空间分析,包括海温数据曲线绘制、海温值查询、空间插值、等值线等。基于Argo数据可视化表达的结果,从南海海温年变化、随纬度的变化、垂向变化、季节分布特征四方面对南海的海温时空特征进行了分析,结果表明:(1)南海海表温度高温的持续时间比较长,升温过程比降温过程相对要短一些;(2)随着纬度的降低,温度整体升高,温度的年变化幅度越来越小。夏秋两季随着纬度的变化,温度变化不大,春冬两季的温度变化较大;(3)在0~30 m温度变化很小,在深度为30m处温度开始逐渐下降,到达500m以下,海温一年四季都比较接近;(4)冬季海温总体最低,夏季海温总体最高。冬季和秋季,在南海西南方向等值线呈现西北—东南向,等值线比较密集。海温的时空变化研究可以对海洋温跃层、海洋温度锋,海水不同层次的结构的研究提供一定参考。     

基于Mapinfo与Fortran和Surfer相结合的海洋水文数据空间可视化集成技术方法研究——以河北省海洋水文专题图编绘为例

探讨了应用M ap in fo平台与Fortran和Surfer相结合的海洋水文数据空间可视化集成技术方法,以河北省海洋水文专题图编绘为例,通过对不同程序语言接口的研究,实现了海洋水文观测数据的快速可视化,并对图形赋予空间、地理等多维信息,构建了数据显示和分析的综合集成技术,为海洋科研和管理提供便捷途径。     

数字海洋可视化系统研究与实现

球体模型系统是目前GIS领域的研究热点,它以强大的空间数据管理能力,丰富直观的信息表现能力迅速成为空间信息集成共享的有力平台.以Skyline软件平台为基础,介绍了数字海洋可视化系统的体系架构、功能设计和技术实现方法.实践应用表明,该系统在多源海洋信息可视化集成共享方面具有良好的应用前景.