基于OSG的海底溢油多维动态可视化技术研究

基于MFC(Microsoft Foundation Classes)交互框架和OSG(Open Scene Graph)三维渲染引擎,研究MFC与OSG集成和多线程交互关键技术,从LOD地形模型构建、海水仿真以及场景剪裁等几个方面对海洋环境三维立体场景进行构建和渲染。采用GPU高级着色语言(GLSL),结合FBO(Frame Buffer Object)帧缓冲技术,对大规模溢油粒子系统的实时仿真绘制技术进行研究和实现,实验结果表明,该方法的运行效率比常规的粒子系统模拟方法(如OpenGL的glBegin-glEnd方法)有明显的提高。基于关键技术研究成果,开发实现海底溢油可视化系统,可通过便捷、友好、直观的可视化界面,对海洋环境立体场景和大规模溢油粒子进行高效、实时地模拟和再现。     

海洋环境三维场景关键技术研究

为了满足海洋科研和工程开发工作对海洋环境进行直观模拟和表达的应用需求,本文运用MFC交互框架和OSG三维渲染引擎,研究节点访问器、回调机制、事件处理以及消息传递等三维交互关键技术,从地形模型构建、海水仿真、坐标映射以及场景剪裁等几个方面对海洋环境三维场景构建和渲染技术进行研究和开发,实现了界面友好的海洋环境三维交互场景,以便进一步对海洋环境特征和现象进行仿真和模拟。     

可控源电磁发射系统运行参数实时监测技术

海洋可控源电磁(MCSEM)是应用地球物理方法探测海底油气资源的新方法,由于海上工作环境的特殊性,监测甲板温度、湿度以及船上装备的相关参数对安全、有效生产意义重大。基于对MCSEM生产工作和甲板工作模式的研究,设计了一套适用于MCSEM工作的甲板监控系统开发方法。主要是基于.NET Framework类库,应用C#和C++语言进行了监控软件的研发,设计了软件的网络结构、数据存储和用户界面,综合运用了Socket网络编程技术、多线程技术、ADO.NET数据库技术以及GDI+和OSG结合的显示技术,较好地实现了海洋可控源电磁勘探生产过程的监控。     

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。     

Direct 3D对象的创建与渲染

介绍了使用Direct3D创建和渲染3D对象的一般过程，提出了纹理的Alpha混合功能、设置深度缓冲状态等增强场景逼真效果的优化方法，实现了景观的三维显示。     

基于UE4引擎的海洋虚拟可视化初探

随着当前计算机虚拟现实的理论、技术与方法的进步,海洋信息技术的三维可视化日益成为对海洋进行全方位观察、研究和探索的重要手段之一.本研究通过对3A级商业引擎——Unreal Engine 4(UE4)的开发使用,模拟了厦门海洋环境监测站附近海域的潮流、日出、日落及天气情况等虚拟现实与可视化.并且针对海洋科研领域中的实际需要,模拟了海水赤潮、海底地形测绘等专门面向业务需求的三维实时渲染,设计与重现了相关的水文气象场景,这种模拟设计具有重要的现实意义.     

基于DirectX的真实感地形实时渲染技术

主要研究和探讨了基于D irectX的真实感地形实时渲染技术。文章在规则格网DEM基础之上,采用基于LOD的DEM多分辨率动态构网技术和多层纹理贴图方法,生成比较真实的地面景观,同时添加了天空、烟雾等效果,使显示效果更加真实。生成的三维地形的渲染速度达到了20~30帧,基本上满足了实时显示的要求。     

基于OpenSceneGraph 的海洋环境三维可视化系统研究

为了研究虚拟现实技术在海洋环境三维可视化中的应用,对大气、海底地形、风浪流等数据产品进行了分析整理,运用场景裁剪、level of details(LOD)细节层次、场景动态调度等关键技术方法,结合Visual Planet Builder(VPB)、ARCGIS多种数据处理工具,在VC++和OSG2.8.7的可视化开发环境上,构建了一个三维、动态、实时、可交互的海洋环境可视化模拟仿真系统。这个系统可以为海洋科学研究和工程建设提供一个更加便捷、直观的可视化平台。     

南海深水溢油三维仿真系统开发关键技术研究

针对南海深水溢油应急能力提升的需求,基于MFC界面库和OSG三维渲染引擎开发了一套能够快速、稳定运行的水下溢油三维仿真系统。本系统研发和集成了海底地形绘制、海面仿真、三维海流显示、和油粒子仿真等多项关键技术,实现了南海深水溢油环境的三维仿真以及深水溢油预测等功能。初步应用表明该系统能为南海深水区油气田开发的溢油风险防范和应急管理提供便捷、直观的可视化交互服务。     

长江航道三维可视化系统设计与实现

为满足航道工程的信息化和可视化需求,采用VPB和OSG相结合的引擎进行长江航道三维可视化系统开发,并从开发平台选取、可视化系统的结构和功能设计、多源数据获取与处理等多个方面,阐述了设计与实现的关键环节,取得了较好的三维可视化效果,研究技术路线将为海洋与内河航道场景三维可视化系统研发提供重要参考。     

虚拟海洋场景构建与技术研究

随着传统GIS应用向三维立体方向发展,三维虚拟场景在信息认知、空间规划管理、时空挖掘与分析等方面的应用逐渐成为研究热点。本文基于Skyline平台集成遥感影像数据、地形数据、纹理特征数据、倾斜摄影测量数据、三维全景数据和三维模型数据,构建了集虚拟海岛海岸带模型、虚拟海底地形模型和虚拟水体模型于一体的虚拟海洋场景,并针对场景构建中涉及的多源影像数据集成技术、多尺度影像实时切片技术和基于OGC服务的数据集成技术开展了研究。构建形成的虚拟海洋场景在海洋应用服务系统中开展了实践应用。     

海滨城市三维场景的混合图元渲染方法

本文提出一种适用于海陆一体场景的大规模城市三维可视化方法。使用多重抖动采样和颜色聚类算法将城市三维模型转换为由点、线等简单图元构成的层次细节模型,通过屏幕空间投影面积进行层次细节(Level-of-detail,LOD)模型的选择,以较少数量的简单图元合成模型的近似表示,实现城市建筑的LOD渲染。实验表明,该方法具有较高的真实感,可以大幅提高城市级大场景的渲染效率,并且与几何LOD等方法相比,其性能受水体模型渲染的影响更小,更适用于海陆一体的海滨城市场景渲染。     

面向气象数据可视化的多功能绘图引擎研究与实现

针对气象数据可视化应用中对渲染速度和出图质量的要求,基于抽象工厂模式设计并实现了一款集多种图形渲染技术于一体的渲染引擎。通过实时切换图形渲染技术,该引擎在保持图形显示属性不变的前提下,既能够提供由硬件加速技术所享有的高性能,又能够输出高质量的矢量图形。使用该引擎的气象信息分析处理系统能够实现天气图的交互制作,海量气象数据的实时显示,用于科研论文和业务演示的矢量格式图像文件生成。因此,该绘图引擎能够较好地满足天气预报业务和气象科研两个方面的可视化需求。     

实时处理三维视觉信息的DSP实现方案

在三维视觉系统中 ,采用数字信号处理器 ( DSP)对三维视觉信息进行实时处理 ,可以提高处理三维视觉信息的运算速度。在实时采集处理系统的实现方案中 ,信号采集子系统与 DSP之间的数据通信方式 ,实时采集处理系统与 PC机之间的数据传输方式 ,也是影响三维视觉系统信息处理速度的两个重要因素。该系统采用双端口 RAM和中断方式进行数据传输 ,实现了信号采集子系统与 DSP、实时采集处理系统与 PC机的并行处理 ,以提高整个三维视觉系统信息的处理速度     

山东省灾害性天气预警联防系统设计与应用

山东省灾害性天气监测预警平台中的预警联防系统是省市县三级使用基本业务支撑系统,其基本功能包括预警信号和应急响应的发布、更新、解除,预警信号和应急响应的监控显示,预警信号和应急响应的统计和分析以及报警、联防四个子模块。主要使用了Web、数据库、Flash、Ajax等技术。页面之间实现了异步传输,构成了Web2.0特性的用户体验。     

基于Multigen Creator和Vega的连云港市港口三维场景可视化研究

以三维建模软件Creator和实时场景驱动软件Vega为平台,以连云港市港口为例,阐述了基于Multigen Creator和Vega软件创建大规模场景及场景漫游的一般过程和方法,论述了在三维场景构建中原数据处理、地形生成、道路构建、外部引用、纹理映射及实例化等建模技术,以及在Vega／LynX平台下实现虚拟场景漫游的方法。     

基于Python的离线Google地图操作实现

在线Google地图以及开放的基础地理数据为GIS系统开发提供了便利。运用Python语言,针对离线Google地图瓦片数据文件,实现了地图瓦片拼接、卫星和平面地图切换、平移、缩放、鼠标响应、轨迹显示等地图操作,对于提高测绘质量及其实时显示与交互技术具有重要意义。     

琼州海峡三维电子海图系统设计与实现

针对目前以二维显示为主的电子海图系统存在的可视化效果不够理想的问题,以琼州海峡三维电子海图系统开发为例,在扼要介绍琼州海峡概况及其数据预处理的基础上,针对该系统的功能设计要求,重点对基于ArcGIS的基础数据处理、3D Max的海图符号三维建模和Skyline的三维场景搭建等关键技术内容进行了详细介绍.结果 表明,该三...     

多桩桶基平台沉贯过程监测系统研究

为了解决海上恶劣环境下过程参数实时检测的困难,对海上桶基采油平台沉贯过程监测系统进行了研究。提出了主动利用潮汐、浪涌信息对沉深数据进行滤波处理的方法和单一桶桩的沉深和平台倾角信息计算其他多桩沉深的方法。直接利用浪涌检测信息,提高了沉深监测精度和实时性;采用一桶沉深与倾角数据计算多桶沉深的方法,节省了测深传感器,简化系统结构,降低系统成本。实验证明,该系统具有响应速度快,检测精度高,实时性强等特点。