基于三维GIS的海洋标量场数据动态可视化

针对海洋标量场数据的多维、多格式、动态性等特点,设计了基于NetCDF的海洋标量数据通用数据模型,详细阐述了模型的存储格式及其特点。基于三维GIS场景,构建了标量场多维动态渲染模型,探讨了基于几何对象的海洋标量场数据多维可视化方法,实现了海洋标量数据的直观、多维、动态可视化表达。技术试验表明,该方法高效、可行,可为其它海洋环境要素数据的可视化与分析提供技术借鉴。     

基于NetCDF数据的流线生成算法简析

NetCDF数据格式是一种主要用于存储气象科学记录的文件格式标准,其结构包括变量、维度和属性三个部分。本文中将NetCDF数据用于存储海洋流场数据,并根据数据格式特点,从转换数据、映射生成原始数据矩阵开始,利用相关软件读取、提取、分析、可视化表达海洋流场。在海洋流场矢量化表达中,流线生成算法是表达过程中最为关键的一步,流线的疏密程度、方向、长短以及弯曲的平滑度均会影响到对洋流流向和流速的有效表达。流线起点终点的判断限制设定、生成区域流线后的有序筛选、标志方向的箭头安放、流线跨边界追踪等细节问题的算法策略同样会对结果产生不可估量的影响。通过对矢量场的可视化表达,以海洋流场为研究对象,流线生成算法可以为研究全球海洋环境的在特定历史时期和指定区域的变化趋势提供重要手段,因而同时具有非凡的科学意义和实际应用价值。     

多尺度泥石流灾害Web数据模拟与三维可视化

由于缺乏相应的多尺度表达与索引机制,灾害模拟数据的三维动态可视化存在难以实时进行、渲染效果差、模式单一等问题。鉴于此,将泥石流灾害模拟数据与虚拟地形环境相结合,重点研究了泥石流灾害模拟数据实时在线发布与多尺度三维动态可视化方法。设计了网络服务总体框架体系,并重点探讨了多尺度数据组织、索引、动态表达等关键技术;选取案例区域研发原型系统,并开展了分析实验。结果表明,该方法能满足泥石流灾害在线实时三维动态可视化要求,也可根据用户对精度和流畅性的偏好与需求,选择相应尺度进行可视化表达。     

基于Web服务的多源Argo数据共享与可视化应用研究

本文分析了当前海洋Argo观测数据在数据和模型共享与应用方面存在的不足,结合Web Service技术,提出在分布式网络环境下将海洋Argo数据与应用模型封装为Web服务的方式,实现多源海洋Argo数据集成与可视化应用的方法。基于该方法构建了"多源海洋Argo数据动态集成与远程可视化系统平台"。通过该平台的构建,为用户提供海洋Argo数据的透明的Web应用,实现了基于网络对多源海洋Argo数据的集成与交互式可视化表达。     

基于Web服务的多源海洋温度场时空过程可视化研究

分析了当前海洋温度场数据在数据和模型共享与应用方面存在的不足,结合Web Service技术,提出在分布式网络环境下将海洋温度数据与应用模型封装为web服务的方式,实现多源海洋温度场数据时空过程可视化应用的方法。并基于该方法构建了"多源海洋温度数据动态集成与远程可视化系统平台"。通过该平台的构建,为用户提供海洋温度数据的透明的Web应用,实现了基于网络对多源海洋温度场数据的集成与交互式时空过程可视化表达。     

基于三棱柱11剖分法的海洋温度场动态三维建模方法研究

海水的温度是海洋物理性质中最基本的要素之一,随着对地球研究的逐步深入,数字地球的建模范围也从陆地向海洋延伸,从静态向动态建模发展。由于海洋每时每刻都在变化,对海洋温度场的三维建模尤其是动态三维建模尤为困难。本文分析了海洋温度场数据获取的方法,并从动态温度场数据的特点出发,提出了基于三棱柱11剖分法的海洋温度场动态三维建模方法,提取对象中的等温面作为特征对三维温度场进行建模和表达。实验表明,本文提出的方法可以高效地对动态三维温度场进行建模和表达。     

海洋底质三维可视化模拟初步研究

海洋因其环境的复杂性和数据的难以获取性,其海洋三维可视化方面的研究多集中在海洋场景和海底地形方面,有关海洋底质的可视化研究有待加强。本文通过建立海洋底质数据库,搭建海底底质可视化的模拟环境;基于水深数据和多波束数据建立基本的三维海底地形,实现多任意等深线的自动生成;依据钻孔数据和地层拖网样品,初步实现海底底质三维可视化。通过系统的集成,建成海底三维可视化模拟系统,为开发海洋资源、发展海洋经济和维护国家海洋权益服务。     

四、P229 海洋测量学

正CH20121436基于Web服务的多源Argo数据共享与可视化应用研究=Multisource Argo Data Sharing and Visualization Based on Web Service/杨峰(中国科学院地理科学与资源研究所),周建郑,杜云艳,肖如林//测绘科学.-2011,36(5).-62～64分析了当前海洋Argo观测数据在数据和模型共享与应用方面存在的不足,结合WebService技术,提出在分布式网络环境下将海洋Argo数据与应用模型封装为Web服务的方式,实现多源海洋Argo数据集成与可视化应用的方法。基于该方法构建了"多源海洋Argo数据动态集成与远程可视化系统平台"。通过该平台的构建,为用户提供海洋Argo数据的透明的Web应用,实现了基于网络对多源海洋Argo数据的集成与交互式可视化表达。图6参8     

流场动态地图符号视觉变量分析与应用

随着大数据的发展以及数据观测技术的进步,以动态地图和动态符号的方式进行流场可视化表达具有广泛的应用前景。针对目前流场动态地图符号表达机制研究不足的问题,本文采用粒子系统方法构建了流场动态地图符号表达模型,基于流场的特点,研究了视觉变量的选取对于流场动态表达效果的影响。然后,以海洋流场数据的可视化实现为例进行验证,结果表明可视化效果良好,可以为矢量场动态符号的应用提供参考。     

基于三维地理信息技术的特高压电网工程建设管理方法研究及应用

三维地理信息技术以其数据承载能力强、可视化效果好,以及能够充分表达各种复杂的空间关系等特点已经成为多个行业应用的关键技术。特高压电网工程具有电压等级高、输送容量大、输送距离远等特点,工程建设面临时间紧、任务重等诸多问题,对工程建设管理创新也提出了更高的要求。本文通过对三维地理信息技术和特高压电网工程进行分析,提出了利用三维地理信息技术对特高压电网工程建设进行工程全数字化表达的方法,通过模型实体三维可视化和工程建设数据可视化表现电网工程建设情况,为特高压电网工程建设管理创新提供了一种思路。     

基于Geodatabase极地NetCDF验潮数据的存储与分析

针对MATLAB读取南极验潮数据所出现的问题以及南极验潮数据本身的特点,结合ArcGIS9.2推出的Multidimension Tools和Geodatabase,设计出NetCDF格式的南极验潮站数据存储和处理的一般流程,并利用MATLAB混合编程的数值计算和分析功能,有效地对南极验潮数据进行存储管理和分析,为NetCDF格式的地理数据的读取、存储提供一种解决的思路。     

Lieutenant Murdoch Mackenzie and his Survey of the Bristol Channel and the South Coast of England

Abstract

NetCDF (Network Common Data Form) is a data sharing protocol and library that is commonly used in large-scale atmospheric and environmental data archiving and modeling. The NetCDF tool described here, named NCWin and coded with Borland C + + Builder, was built as a standard executable as well as a COM (component object model) for the Microsoft Windows environment. COM is a powerful technology that enhances the reuse of applications (as components). Environmental model developers from different modeling environments, such as Python, JAVA, VISUAL FORTRAN, VISUAL BASIC, VISUAL C + +, and DELPHI, can reuse NCWin in their models to read, write and visualize NetCDF data. Some Windows applications, such as ArcGIS and Microsoft PowerPoint, can also call NCWin within the application. NCWin has three major components: 1) The data conversion part is designed to convert binary raw data to and from NetCDF data. It can process six data types (unsigned char, signed char, short, int, float, double) and three spatial data formats (BIP, BIL, BSQ); 2) The visualization part is designed for displaying grid map series (playing forward or backward) with simple map legend, and displaying temporal trend curves for data on individual map pixels; and 3) The modeling interface is designed for environmental model development by which a set of integrated NetCDF functions is provided for processing NetCDF data. To demonstrate that the NCWin can easily extend the functions of some current GIS software and the Office applications, examples of calling NCWin within ArcGIS and MS PowerPoint for showing NetCDF map animations are given.     

基于GIS站点资料的NetCDF模型构建与应用

NetCDF是一种面向多维科学数据的存储和编码标准,用户可以通过多种方式操作和管理NetCDF数据集。通过对NetCDF数据模型的研究,构建了土壤水分站点资料的NetCDF数据模型,并借助编程语言C#和ArcGIS提供的二次开发组件ArcEngine实现了全国农业气象站1981～2007年土壤水分站点资料NetCDF数据集的创建和访问。该研究将为气象站点数据的归档、分发和共享提供一定的便利,并为将其引入GIS分析与应用提供了基础。     

面向拓扑的地理空间数据模型

本文在分析了目前常见空间数据模型的基础上,提出了一种面向拓扑的地理空间数据数据模型.该模型将实体的几何信息和拓扑信息紧密联系在一起,具有较强的空间表现力,能支持GIS数据和制图数据的一体化生产,并能够实现空间数据的几何、属性和拓扑关系一致性的实时维护.实践表明,该模型能有效地提高空间数据生产的质量和效率.     

Estimation of dynamic ocean topography in the Gulf Stream area using the Hotine formula and altimetry data

Two modifications of the Hotine formula using the truncation theory and marine gravity disturbances with altimetry data are developed and used to compute a marine gravimetric geoid in the Gulf Stream area. The purpose of the geoid computation from marine gravity information is to derive the absolute dynamic ocean topography based on the best estimate of the mean surface height from recent altimetry missions such as Geosat, ERS-1, and Topex. This paper also tries to overcome difficulties of using Fast Fourier Transformation (FFT) techniques to the geoid computation when the Hotine kernel is modified according to the truncation theory. The derived absolute dynamic ocean topography is compared with that from global circulation models such as POCM4B and POP96. The RMS difference between altimetry-derived and global circulation model dynamic ocean topography is at the level of 25cm. The corresponding mean difference for POCM4B and POP96 is only a few centimeters. This study also shows that the POP96 model is in slightly better agreement with the results derived from the Hotine formula and altimetry data than POCM4B in the Gulf Stream area. In addition, Hotine formula with modification (II) gives the better agreement with the results from the two global circulation models than the other techniques discussed in this paper. Received: 10 October 1996 / Accepted: 16 January 1998     

BIM及空间大数据技术支持下的铁路隧道施工数据管理

针对铁路隧道施工项目海量异构数据存储困难、信息不共享、展示不直观、数据价值利用不充分等问题,本文利用BIM及空间大数据技术,研究探讨了隧道施工项目海量异构数据的分布式存储、网络共享、三维查询、智能分析决策等技术,实现了隧道施工项目高效的信息化管理;提出了铁路隧道BIM三维模型动态建立的技术方案,设计了隧道施工管理空间大数据的云平台框架,研发了一套铁路隧道施工空间大数据管理应用云平台;通过对平台的成功开发与应用,验证了框架体系的可行性,提高了隧道施工项目管理的信息化水平。     

最优插值全球海表温度数据格式分析及显示方法

介绍了最优插值全球海表温度数据;分析了NetCDF的特点,实现了利用ArcGIS和Matlab读取并显示NetCDF海表温度数据的方法。     

版本差量式时空数据模型研究

时空数据模型是时态地理信息系统的关键和核心。本文在分析国内外已有研究成果的基础上,结合国家基础测绘项目,提出了“版本-差量”式时空数据模型,采用“版本管理-动态关联”以及“动态分级索引”技术实现时态地理数据的存储管理和查询检索。该模型能有效降低数据冗余,提高数据访问效率。     

补偿海空重力测量动态效应剩余影响的通用模型

针对目前作业过程中普遍存在的测量动态环境效应剩余影响问题,在深入分析海空重力测量误差源形成机理及其变化特性基础上,提出了一种适用于补偿各类海空重力仪动态效应剩余影响的通用模型;研究探讨了通用模型形式优选和模型参数估计问题,将基于信息论的Akaike信息量准则引入通用模型表达式的优选过程,提出应用互相关分析方法对模型参数进行估计,在双重约束下构建了补偿动态效应剩余影响的优化模型。使用典型动态环境下的海面重力观测数据对该方法的有效性进行了验证,结果显示,海洋重力测量成果内符合精度从原先的±9.35×10^-5 m/s^2大幅提升到±1.01×10^-5 m/s^2,充分体现了本文方法和模型对消除高动态测量环境效应影响的优良特性。     

一站式地理大数据智能化平台构建

本文基于地理大数据体系，探讨了“GIS+BI”的研究思路，通过对地理大数据的采集、存储、管理、共享、关联分析和可视化展示，建立一种新的地理信息数据管理和分析模式，满足国情监测、基础测绘、地籍调查、资源审计等多元应用需求。并以“地理大数据仓库”为建设理念，构建数据生态模型，建成一个“标准统一、信息全面、富有活力、随需而变、方便易用”的以地理大数据为核心价值的一站式地理大数据智能化平台，实现地理大数据可视化、动态化的智能分析，快速响应，最大限度地发挥数据的价值，让数据成为生产力。