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。     

基于Kriging 算法的海底地形插值设计与实现

针对目前海底地形构建方面存在的问题与不足,基于普通Kriging的计算公式,以渤海海域采集的离散高程点数据为例,对构建海底地形高程模型的空间插值方法——Kriging方法进行了研究。针对海底地形建模的具体实现,重点对Kriging算法的数据分布检验、数据分组、球形模型拟合、网格化插值以及结果显示等模块进行研究。最后,基于Visual C++6.0平台对海底地形高程的插值过程进行了编程实现和可视化表达,从而成功构建出渤海局部海域的海底地形特征,为海洋科学研究和工程建设提供了参考和依据。     

基于LIC的海流动态模拟与可视化

线积分卷积(LIC)方法是一种针对矢量场数据的可视化技术,本文主要研究了LIC方法应用于海洋流场的可视化质量改进问题。主要包括以下几点改进:根据海流运动方向改变稀疏背景噪声的指向以使流线变得更加细长明亮;针对稀疏噪声中海流变化剧烈的区域流线会出现分叉的问题,采用忽略稀疏背景噪声流线追踪时非主流线部分的纹理点的积分计算方法来解决此问题,同时可以省去不必要纹理点的积分计算的开支,加快显示速度;采用赋予海流随机的初始相位的方法来解决稀疏噪声循环动画突兀的问题;通过流线的运动速度快慢或者流线的颜色来表示海流速度大小;通过对海流数据进行插值并改善边界流线追踪条件的方法可形成完整细致的全球海流图像。实验结果表明,该方法可以生成纹理对比强烈、细节清晰、动画连贯的高质量海流运动图像,具有良好的可视化效果。     

一种海底浅层声学探测数据综合可视化方法

提出了一种基于Open GL可编程管线的海底浅层声学探测数据三维综合可视化方法。通过处理,将侧扫声呐影像、多波束数据和浅地层剖面在同一视图下显示,可以方便的对海底地质环境多种信息进行综合判读并进行多维数据的交互式提取。利用纹理缓冲区处理侧扫声呐影像数据,具有数据加载量大的优点,避免了实际应用中纹理数据反复切换带来的延迟;并且探讨了侧扫声呐影像和多波束数据分辨率不一致引起的纹理贴图问题。该方法在南海海底峡谷区域的海底地质环境综合显示和分析中进行了应用,结果表明,该方法能处理多种格式的侧扫声呐影像,不受侧扫声呐影像和多波束测深数据分辨率不一致的限制,数据加载量大、绘制速度快。     

基于GIS的海岛规划管理系统设计与实现——以唐山市打网岗岛开发适宜性评价为例

海岛规划管理信息系统的建立对于规范海岛资源的保护和利用,引导海岛资源的合理配置具有重要意义。本文从系统总体设计、功能设计和开发实现等几个方面设计完成了基于Visual C++开发环境、ArcGIS Engine平台和postgreSQL数据库的海岛规划管理信息系统,并且对唐山市打网岗岛的旅游开发适宜性评价进行了实例应用。该系统在实现多目标决策分析模块的基础上,集功能定位、开发适宜性评价、健康评价、承载力评估等多种评价模型为一体,为海岛规划管理提供了重要技术支撑。     

南沙地块花岗质岩石矿物学特征及其成因信息

样品来自南沙地块北缘、洋陆过渡带附近2个拖网站位,主要为代表陆壳基底的中-酸性侵入岩,如花岗闪长岩(中性组)和二长花岗岩(酸性组)等。分析了这些中-酸性侵入岩的长石、黑云母和角闪石等矿物的主量元素成分。中性组的斜长石的牌号(An为13～38)明显高于酸性组的斜长石的牌号(An值为9～12),岩石主要组成部分的斜长石成分与岩石类型一致。两组岩石的黑云母均为富镁黑云母,黑云母成分反映其岩浆物质来源为幔源或壳幔混源,且酸性组的黑云母成分反映其寄主岩石受到地幔物质的影响要大于中性组,角闪石只出现在中性岩石内,为壳幔混合成因,反映其寄主岩石为典型的I型花岗岩。矿物共生组合温压条件计算表明,中性组岩石的结晶温度和深度分别为544～630℃(平均为573℃)和18～19 km,而酸性组岩石的结晶温度和深度总体上都低于中性组岩石,分别为416～538℃(平均为494℃)和9～10 km。本研究所揭示的矿物化学特征与所计算的温压条件为基于全岩元素地球化学特征提出的岩石成因模型提供证据。     

冲绳海槽中段磁异常特征

磁异常显示在东海陆架坳陷带以降低负磁异常为主 ,而陆架边缘隆褶带异常区则以跳跃升高的正磁异常为主 ,冲绳海槽异常区表现出 2种磁异常面貌 :在西部陆坡表现为较平缓的负磁异常 ,而冲绳海槽底部则表现为高频跳跃变化升高异常。琉球岛弧异常区则表现为降低平缓负磁异常 ,只有在靠近冲绳海槽一带表现为高频升高正磁异常。磁力异常在这几个构造带显示出明显的条带状分布特征。在测区的中南部 (2 7°4 0′ N ,12 7°0 0′ E附近 ) ,磁异常呈现出明显的磁条带特征 ,与海底地形吻合很好 ,说明海槽中段已经进入了扩张阶段     

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。     

ArcSDE在数字海底系统中的应用

在数字海底系统中的开发中,应用了ArcSDE对渤海工程地质空间数据和属性数据在Oracle中进行了统一存储和管理,并以此数据库为基础,实现了渤海工程地质空间数据的查询显示、虚拟现实等应用。文章重点讨论了ArcSDE的原理及其在数字海底系统中的应用。     

中国大洋研究成果数据库平台系统建设

参考国内外大洋科学数据库建设的情况,提出建立中国大洋研究成果数据库平台系统的原理和设计方法。采用c/s和b/s结构的平台系统的设计和建立,实现了数据采集、数据录入、数据查询、数据统计等模块的功能设计。对数据库平台统一和规范化的管理有利于数据库共建和信息共享。