基于体绘制的海洋温盐空间分布探究

将体绘制技术应用于探究海洋温盐的空间分布特征。提出一种二维颜色传递函数的设计方法,在该颜色空间中根据颜色色调差异判断海水温度的高低,根据颜色亮度的差异判断海水盐度的高低。采用太平洋中部海域的温盐数据进行分析,结果表明,这种可视化方法在三维空间中展示了海洋温度和盐度的分布特征,为探究两者的空间分布关系提供了支持。     

基于3维可视化环境的地质体空间形态分析

针对3维矿床地质体既具有复杂的几何形态特征,又具有连续的矿化分布与控矿作用分布等空间分布场特征,结合3维地质建模软件Datamine的可视化环境,基于线框模型研究了地质体实体建模与3维可视化过程;在此基础上将实体模型离散化输出为体素模型,提出采用趋势面分析方法和基于数学形态学的分析方法进行地质体空间形态分析,比较和研究了这两种方法提取地质体空间趋势形态和形态起伏特征的过程。实例研究和论证了基于数学形态学滤波的地质体空间形态因素分析和提取方法处理某方向上存在有超覆现象的可行性。     

基于Argo浮标数据的水文特征三维可视化分析——以南大洋印度洋扇区为例

利用南大洋2009—2020年的Argo浮标温盐剖面数据,通过绘制温度和盐度空间分布图的定性分析以及三维聚类可视化分析等方法,揭示了南大洋印度洋扇区的多水团空间分布特征.结果表明,在60°S～67°S,60°E～80°E之间的海域,海水温度在-1.9～2.5℃之间,盐度在32～34.75 psu之间.整个研究区域海水温...     

一种时空数据静态可视化表达方法

本文简要介绍了时空数据可视化的必要性,以及目前人们采用的时空数据可视化方法,并分析了这些方法的局限性,提出了一种将年轮(annual ring)作为时空载体,结合视觉变量对面状地物的属性数据进行静态可视化的方法。该方法将面状地物的同心环按照类似树木年轮的生长特征进行划分,作为空间和时间的载体,不同时期属性数据映射到相应的同心环中,同心环的厚度和色彩的差异揭示了属性数据的变化。最后以武汉市城市管理网格化平台的统计评价数据为例实现了对比率量表数据的时态可视化表达。本文所提出的静态时空可视化方法将面状地物的空间、属性和时间紧密地结合在一起,克服了以往静态可视化方法中时间-空间、时间-属性相分离的不足,试验证明了这种方法在实践中的可行性。     

地图颜色设计的可视化方法

地图颜色设计是地图设计中的一个难点，本文分析了可视化方法对于解决这一难点的优势和策略，并以作者编写的地图颜色设计软件ＭＣＤ为例，阐述了３个问题：１）颜色空间的相互映射；２）用户与颜色空间的交互；３）数据与颜色空间的映射。     

结合改进特征算法和狄洛尼三角网的图像匹配方法

针对加速的具有鲁棒性特征算法导致匹配图像丢失颜色信息成分的问题,该文从图像匹配的效率和精度出发,提出了一种基于改进加速的具有鲁棒性特征算法和狄洛尼三角网的图像匹配方法。该方法在原有加速的具有鲁棒性特征算法的基础上,引入颜色不变量模型和狄洛尼三角网、三角形相似函数及摄影不变量等约束条件,有效保留了图像的颜色信息,减少特征点错误的匹配率。实验表明:本算法具有匹配速率高、提取的特征点多且分布均匀以及匹配率高等特点。     

地理空间元数据可视化设计及关键技术研究

依据信息可视化技术的特点,研究地理空间元数据单要素和多要素可视化方法;构建地理空间元数据可视化的设计流程和逻辑模型,分析影响可视化设计的主要因素及可视化技术的应用条件,并设计两个方面的交互方式;研究可视化实现的关键技术,包括数据的多层次组织和显示,基于空间特征的关联属性获取以及元数据的可视化映射。通过原型系统的实验,证明可视化模式的有效性。     

利用透明度进行时空信息可视化

利用电子地图中透明度视觉变量产生的虚实感,在对当前焦点时刻时空内容进行完全表达的同时,以不同透明度图形对时间上下文中的内容进行辅助表达,实现兼顾焦点时刻和时间上下文的时空可视化。该方法能够从时间全局上描绘时空对象的时间分布和时态关系,帮助把握时空发展的趋势和规律,同时更加高效地利用地图幅面,时空信息量更加丰富。     

基于GOCI数据的胶州湾水体透明度遥感反演及日变化研究

透明度是描述海洋和湖泊水体光学性质的一个重要参数。利用2017年5月16日胶州湾航次的现场实测数据和GOCI卫星影像,采用2种半分析算法Doron11和Lee15对水体透明度进行反演。研究表明,Lee15算法在胶州湾海域表现较好,透明度反演值与实测值之间的决定系数为0.98,均方根误差为0.02 m。选择当日8幅GOCI影像,利用Lee15算法反演获得胶州湾水体透明度日变化的时空分布特征。空间分布上,海域整体透明度较低(0～4 m),从湾内到湾外透明度呈现出逐渐增大的趋势。时间变化上,湾内水体透明度的变化受潮汐影响明显,湾外和湾口的变化由太阳天顶角主导,海域平均水体透明度的变化由太阳天顶角和潮汐共同作用。根据各采样点实测水体透明度与现场同步测量的其他环境因子的统计分析,胶州湾水体透明度的变化是多个环境因子共同作用的结果,与水深存在较强的正相关,相关系数达0.84,与其他环境因子均呈负相关关系。     

移动立方体算法的地质体三维空间形态模拟

针对地质勘察中地质体采样数据离散且不完备,基于这些数据难于构建地质体三维模型的问题,一种基于Marching Cubes算法的地质体三维空间形态隐式模拟方法被提出。此方法首先运用空间插值方法,推断和预测地质体的分布趋势,构建地质体三维空间规则数据场;在此基础上,采用Marching Cubes算法实现由网格离散点到三维等值面的模拟,提取出三维地质体的光滑等值曲面;最后结合OpenGL三维可视化技术,通过计算机图形学中的微小三角面逼近来实现地质体的三维空间形态的可视化。通过实例,将这种方法应用于基于钻孔勘探数据的矿体三维空间形态模拟,快速构建了矿体三维模型,模拟结果接近于传统的手工圈定边界和进行矿体推断而建立的三维模型,证实了该方法的可行性和高效性。     

基于Monte Carlo方法的不确定性地理现象可视化

应用Monte Carlo方法伪随机数模拟表达随机过程现象的数学方法，并结合粒子系统模型提出了一种地理现象空间分布不确定性特征的动画可视化方法。通过栅格单元的随机运动，从视觉上表达现象分布在空间定位、属性特征上的不确定性、模糊性，同时由Monte Carlo方法控制随机过程中现象分布的统计规律。     

三维空间测量数据体视化技术研究

介绍体视化的基本流程,着重阐述两类不同的三维空间测量数据体视化原理与方法,并对体视化技术在三维空间测量数据可视化中的应用做了介绍,得出了一些有益的结论和建议。     

地学信息体视化中3维交互技术的研究与实现

地学信息的3维可视化是当前地球信息科学研究的热点之一.体视化技术主要研究包含物体内部信息的体数据的表示、变换、操作和显示等,是实现地学信息3维可视化的理想技术与手段.主要研究地学信息体视化中3维交互技术的理论、技术与方法,并采用面向对象的程序开发语言VC 6.0和3维可视化开发工具包VTK(The Visualization Toolkit)来实现这些算法,开发体视化3维交互功能控件.     

Interactive visual cluster detection in large geospatial datasets based on dynamic density volume visualization

The emerging spatial big data (e.g. detailed spatial trajectories, geo-referenced social media data) provide tremendous opportunities for GIScientists and geographers. However, their large volume also poses challenges to existing spatial data analytical techniques (including visual analytical techniques). This article presents an interactive visual approach to detect clusters from those emerging data sets based on dynamic density volume visualization in a three-dimensional space (two spatial dimensions plus a third temporal or thematic dimension of interest). Cluster can be visually discovered through dynamic adjustment of density to colour/opacity mapping and extracted through flexible selection tools. The approach was tested on a large simulated data-set and a spatial trajectory data-set. The results show that the approach can overcome the visual clotting problem in traditional visualization tools caused by large data volume and facilitate the involvement of domain knowledge in analysis. It can effectively support visual cluster detection in the emerging large geospatial data sets.     

Generalization of 3D building texture using image compression and multiple representation data structure

Textures are an essential part of 3D building models and often consume large portions of the data volume, thus making visualization difficult. Therefore, we propose a multi-resolution texture generalization method to compress the textures of 3D building models for dynamic visualization at different scales. It consists of two steps: image compression and texture coloring. In the first step, texture images are compressed using wavelet transformation in both the horizontal and the vertical direction. In the second step, a TextureTree is created to store building texture color for dynamic visualization from different distances. To generate a TextureTree, texture images are iteratively segmented by horizontal and vertical dividing zones, until each section is basically in the same color. Then the texture of each section is represented by their main color and the TextureTree is created based on the color difference between the adjacent sections. In dynamic visualization, the suitable compressed texture images or the TextureTree nodes are selected to generate 3D scenes based on the angle and the distance between the viewpoint and the building surface. The experimental results indicate that wavelet based image compression and the proposed TextureTree can effectively represent the visual features of the textured buildings with much less data.     

无人机航测技术在森林蓄积量估测中的应用

无人机（UAV）航测技术是近年来发展起来的快速获取高分辨率影像的测绘新技术。森林蓄积量估算需要快速高效地获取森林遥感影像。虽然利用卫星和机载雷达同样可获取高分辨率遥感影像,但无人机航测技术与其相比具有飞行成本低、外业周期短、机动灵活等优点。本文利用无人机航测系统获取了案例地区DSM和DEM,采用最大邻域法提取了树高,采用分水岭算法分割了树冠信息,并以树高和冠幅作为解释变量的立木材积二元模型估算了森林蓄积量。结果表明,树高提取精度为83.73%,冠幅提取精度为86.98%,林分蓄积量估算精度为81.80%。     

Estimating soil salinity in Pingluo County of China using QuickBird data and soil reflectance spectra

Soil salinization is a worldwide environmental problem with severe economic and social consequences. In this paper, estimating the soil salinity of Pingluo County, China by a partial least squares regression (PLSR) predictive model was carried out using QuickBird data and soil reflectance spectra. At first, a relationship between the sensitive bands of soil salinity acquired from measured reflectance spectra and the spectral coverage of seven commonly used optical sensors was analyzed. Secondly, the potentiality of QuickBird data in estimating soil salinity by analyzing the correlations between the measured reflectance spectra and reflectance spectra derived from QuickBird data and analyzing the contributions of each band of QuickBird data to soil salinity estimation Finally, a PLSR predictive model of soil salinity was developed using reflectance spectra from QuickBird data and eight spectral indices derived from QuickBird data. The results indicated that the sensitive bands covered several bands of each optical sensor and these sensors can be used for soil salinity estimation. The result of estimation model showed that an accurate prediction of soil salinity can be made based on the PLSR method (R² = 0.992, RMSE = 0.195). The PLSR model's performance was better than that of the stepwise multiple regression (SMR) method. The results also indicated that using spectral indices such as intensity within spectral bands (Int1, Int2), soil salinity indices (SI1, SI2, SI3), the brightness index (BI), the normalized difference vegetation index (NDVI) and the ratio vegetation index (RVI) as independent model variables can help to increase the accuracy of soil salinity mapping. The NDVI and RVI can help to reduce the influences of vegetation cover and soil moisture on prediction accuracy. The method developed in this paper can be applied in other arid and semi-arid areas, such as western China.     

考虑地形遮蔽影响的电磁传播算法与可视化研究

采用规则格网数据(DEM)建立虚拟地理环境,并设定研究平面和电磁设备的空间位置,通过三角图元求交算法确定电磁波与地形是否存在遮蔽情况,从而计算得到受地形遮蔽影响的电磁场数据;采用颜色混合技术和优化处理的体绘制技术,将抽象的电磁场数据映射到可见的不同颜色值,形成直观、形象的可视化效果。     

电磁环境建模与3维可视化

阐述了电磁环境相关研究的迫切需求,阐述了开展电磁环境可视化研究的必要性和重要性。分析了电磁环境可视化的几种方法,并对直接体绘制、面绘制和切片法来实现电磁态势体数据的可视化进行了研究。在此基础上,开发了基于OpenGL的电磁态势3维可视化系统。该系统实现了电磁环境计算与可视化,表现了区域的地理环境、电磁场的分布等情况,为相关研究人员提供及时、全面、动态的电磁态势信息,为决策和控制提供依据和保障。