利用空间信息网格的海流场远程可视化

结合海洋科学的发展,分析了海流场数据远程可视化共享的应用需求;利用Web服务技术及空间信息网格技术,提出了海流场数据远程可视化的逻辑架构及实现方法;在ArcGIS Server平台上实现了B/S架构的海流场远程可视化应用平台。实验表明,利用空间信息网格可以屏蔽海流场数据的分布性、异构性,实现数据的实时动态可视化共享。     

基于客户端的矢量数据在线可视化工具设计

传统的地理空间数据可视化系统主要是桌面端的应用程序。但随着Web技术的出现和其在地理空间中的广泛应用,基于客户端的数据处理、数据渲染和可视化逐渐成为Web数据处理中较为流行的方法。但在C/S模式中,以服务器为主导的计算仍处于主流地位。本文开发了一个简单的基于客户端的矢量数据在线可视化工具,该工具为用户提供了一个易于使用并能够在线可视化的系统,采用基于客户端功能和用户进行交互,以减少服务器的负载。该系统可以支持多种地理空间矢量格式,并且可以与其他网络系统如WMS、WFS等进行集成。通过实验表明能够使用该工具进行矢量数据渲染。     

顾及地理矢量场空间变化特征的多分辨率纹理可视化方法

网络环境下海量、高维、动态、多尺度地理空间矢量场数据的在线高效可视化,一直是大规模密集矢量场数据集成与综合应用分析亟须解决的关键问题。地理矢量场数据蕴含大量非规则、多尺度、时空异质的变化特征与结构,传统矢量场纹理可视化方法,受全局统一采样密度的限制,存在典型的稠密遮挡、特征模糊的问题。针对上述问题,本文提出了一种顾及地理矢量场空间变化特征的多分辨率纹理可视化方法,引入复合信息熵定量显式描述矢量场的空间变化,以此驱动图像空间内多频噪声纹理生成、矢量场多分辨率纹理的构建与增强表达,有效克服传统纹理可视化方法的技术瓶颈。最后采用风场数据进行试验,验证了本文方法的可靠性与有效性。     

一种室内实时定位监控系统地图可视化方案

针对大型室内场所实时监控系统面临的地图可视化功能不足的问题,文章结合室内定位监控系统需求,提出一种基于开源WebGIS技术的实时定位监控系统室内地图可视化方案,基于Web三层体系分别设计了室内地图符号化方案、管理方案以及Web监控端显示方案;最后设计开发了一套室内实时定位监控系统HospMonitor,并在医院进行了应用实验,能够实现对医院特定人员进行实时定位、动态追踪和查询分析等功能,该方案提升了现有实时定位监控系统中的室内地图可视化性能,可推广应用于大型室内场馆实时监控管理应用中。     

Web地图制图框架的研究和设计

传统的WebGIS在矢量图形编辑与可视化表达上的不足束缚了网络地图制图的发展,针对这一问题,设计了基于Silverlight的Web地图制图框架体系,研究了地图对象模型设计、矢量地图符号模型设计、地图控件与制图编辑模块设计和基于缓存的制图数据存储策略等4个关键技术。在此基础上构建了实验原型系统。实验证明,基于Silverlight技术的丰富矢量图形编辑与表达能力,能为Web地图制图提供新的技术途径。     

基于天地图的多尺度Web要素服务研究

天地图的应用深入和扩展需要新的基于矢量模型的数据服务,定义并实现一种多尺度Web要素服务,以提供用户根据可视化条件来调整定制要素集大小的能力,为天地图中矢量地理空间数据浏览、获取、编辑等高交互性应用提供更好的Web要素服务支持。提出一种基于多尺度表达数据结构的Web要素服务实现方案。该方案基于天地图平台在矢量Web地图浏览编辑实例进行试验,其执行性能具有尺度无关的特性,同时能进一步增强用户的可定制性和系统的交互性。     

面向虚拟地球的三维气象场可视化方法

三维气象场是一个多维变化的环境,可视化是研究其内在规律的重要方法。针对三维气象场的全球范围、多维多尺度、海量数据等特征,提出了基于体元对象的数据模型和多级体元索引机制,并在此基础上设计了面向三维气象场的可视化方法,包括基于箭头模型的矢量场可视化方法和改进后的基于三维纹理映射体绘制的标量场可视化方法。最后基于虚拟地球平台进行了可视化和时空检索分析实验。实验验证了该方法的可行性和有效性。     

矢量Web网络地图应用研究

矢量数据的分块组织和渐进传输是解决海量矢量数据Web应用的重要手段。针对当前大数据背景下,单一的渐进传输方法对减少数据量的效果有限,且不能满足根据可视区域进行数据传输,提出了分块渐进传输的方法,结合Google Maps瓦片切分方案对数据进行分级分块处理,得到多分辨率矢量瓦片数据,结合矢量要素的属性意义这一因子,对其进行重要性排序,分批次选取传输,然后考虑显示窗口大小的因素,在数据调用中最大限度地减少瓦片数据的拼接,提高可视化渲染效率。最后通过实验实现服务器端矢量数据的分级分块组织以及选取操作,建立数据的多分辨率表达模型,在客户端进行调度显示,形成一套矢量数据分块渐进传输体系,为矢量地图数据的Web应用提供了可借鉴方法。     

数字地球环境下矢量数据可视化方法研究与应用

二维矢量数据在数字地球环境下的可视化一直是数字地球研究的重点,当前的方法可以分为基于几何与基于纹理的可视化方法,两种可视化方法各有优点,但在不同的应用环境下各有不足。本文通过对基于纹理的可视化方法进行改进,提出了带样式矢量动态纹理可视化方法,有效解决了基于纹理可视化方法中与矢量属性脱离,以及大数据量矢量栅格化时内存泄露的问题;另外,提出了球面矢量数据点选交互技术,利用基于几何的可视化方法具有交互性的特点来拓展其应用。     

Web端实景三维注记可视化技术研究

目前Web端对海量三维注记的可视化存在技术难点,基于前后端结合渲染、基于有向距离场的瓦片生成、基于屏幕空间的注记避让等技术,提出了在Web端Cesium框架下高效加载立体注记的解决方案。该方案在某省地理信息三维数据库管理系统三维可视化中取得了良好的应用效果,注记加载效率、易读性和清晰性均优于传统方法,大大提升了Web端实景三维场景下立体注记的可视化表达效果,为实景三维中国建设提供了重要的基础技术支撑。     

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。     

利用改进FLIC算法进行重力矢量场可视化

针对固定滤波长度公式得到的LIC图像显示效果不理想的缺点,利用纹理流线上所有点亮度值的统计方差来衡量可视化精度,提出了一种滤波长度随矢量变化的改进FLIC算法。用颜色信息表示重力异常大小或者真实垂线偏差大小,纹理方向表示重力方向,基于改进FLIC算法实现了重力矢量场的可视化,结果表明,重力矢量场的可视化具有表达多维信息和矢量方向细节、图形直观易读等优势。     

网络环境下矢量数据高效并行可视化方法

针对网络环境下传统的矢量地图可视化模型中矢量数据可视化效率低,地图服务器集群并行处理能力弱的难题,提出一种基于矢量数据要素空间分布的矢量数据高效并行可视化方法。研究了矢量数据空间分布信息的采集、检索和分析原理,重点阐述了矢量数据实时可视化任务的分解与并行处理流程,最终实现了矢量数据的高效并行可视化,达到了充分利用地图服务器集群中并行计算资源的目的。仿真实验结果证明,矢量数据高效并行可视化方法可以提升网络地图服务集群的并行处理能力,满足大用户量并发访问的需求。     

基于Silverlight的矢量地图符号模型设计与实践

传统WebGIS存在着交互操作不灵活和可视化表达不丰富等问题,束缚了Web地图制图技术的进一步发展.针对这一现状,研究基于Silverlight的矢量地图符号模型设计,从网络矢量地图符号化框架入手,采用SOA思想设计开放灵活通用的矢量地图点状、线状和面状符号模型,最后结合Silverlight4.0和WCF服务进行网络矢量地图符号库的加载和显示实践,通过地图符号库在线绘制的时间测试,验证基于Silverlight的矢量地图符号模型的设计与实践,在提高可视化效果的同时满足WebGIS的交互响应要求.     

基于GPU的二维矢量场LIC算法研究

面向海洋环境中矢量场数据可视化的应用需求,提出基于GPU的线积分卷积(Line Intergral Convolution)改进算法,实现数据插值和流线跟踪计算的优化。针对离散场数据,提出利用反距离加权算法来替代GPU默认线性插值方法,保证数据相关性;将数据场分块处理,考察雷诺数来实现混合式流线跟踪计算;依据前后采样点矢量方向夹角动态改变积分步长。结果表明,上述算法生成纹理图像清晰,实时绘制性好,具有一定通用性。     

一种基于时态树结构的时空数据的动态可视化方法

本文通过设计一种时态树结构,运用多时态矢量空间数据动态关联算法建立地理实体变更的历史亲缘继承关系,作为时空对象动态可视化的时态版本数据源;基于时态树结构,设计并实现了动态形变图和动态专题图等动态可视化表达方法。     

基于OGC规范的WebGIS开源平台研究

为了更好地实现地理空间数据和信息共享,在分析Web GIS平台、开源GIS、OGC规范以及Web服务的基础上,设计与开发一个基于OGC规范的Web GIS开源服务平台,并给出具体的实现步骤。该方案可高效地完成矢量数据入库、可视化浏览、空间对象属性查询、地图编辑和空间分析等任务,能够为集成应用提供标准的数据访问和获取接口。最后,将其应用到"太湖流域雨量水情信息服务"中,取得较好的效果。     

基于ArcGIS Server的水动力流速场网络可视化

传统的流速场网络可视化通常将流速场数据转化为GIS支持的图层,其缺点是前处理工作量很大,且可视化效果并不理想。在Arc GIS Server平台上,扩展了Arc Objects组件,定义了流速场Web服务组件,实现了流速场数据的网络可视化,并应用于山东东平湖蓄滞洪区风险图展示系统。结果表明,该方法能将流速场信息直接发布到网络浏览器中,既提高了流速场的可视化效率又增强了可视化效果。     

面向虚拟地球的多尺度矢量数据可视化方法

为了实现网络环境下虚拟地球的多尺度矢量、影像和地形数据的集成可视化,便于矢量空间数据的查询分析,本文根据几何绘制的方法,将二维矢量数据、多尺度地形和全球等经纬度离散网格集成,提出了面向虚拟地球的多尺度矢量数据结构和多尺度矢量数据分块构建与组织方法;在此基础上,针对虚拟地球中矢量数据高效可视化的要求,提出了面向可视化的Douglas-Peucker矢量数据压缩算法。最后,基于网络三维虚拟地球平台GeoGlobe开发了实验系统,实现了面向虚拟地球的多尺度矢量数据的构建、组织以及可视化。     

球面线要素的多分辨率实时简化方法

在分析球面3维数据可视化特点的基础上,提出了视点相关的球面矢量数据LOD简化方法,基本原理是：以视点为基础在屏幕空间获取投影误差,反投影到模型空间得到动态简化阈值,并结合Douglas—Peucker算法,对矢量数据进行多分辨率实时简化表达。最后,开发实验系统并对相关方法进行了验证。结果表明：在不影响球面图形可视化效果下,数据量减少了约4-5倍,有效地提高了图形渲染速度和效率。