基于i4Ocean平台的多源海洋数据同一化与可视化技术的研究与实现

发布时间：2017-11-13 00:16

本文关键词：基于i4Ocean平台的多源海洋数据同一化与可视化技术的研究与实现

【摘要】：自“数字海洋”概念提出后，构建“数字海洋”信息框架项目，成为了我国自建国以来规模比较大的国家海洋计划之一，而“数字海洋”建设的首要前提是获取海洋数据。随着科技水平的提高，信息获取手段不断增加，如传统的海洋监测仪器，海洋卫星遥感，全球Argo浮标计划、数值模式计算等。这些手段获取的数据一方面丰富了海洋数据信息，为海洋研究提供了非常有利的基础条件，另一方面也带来了海洋数据格式的多种类问题，因此如何解译这些数据，是本文需要解决的主要问题。此外，随着计算机计算能力的提高以及信息技术的发展，将抽象的海洋数据转换为直观的图形图像，成为近年来海洋科学研究人员关注的重点，因此选择何种可视化技术、算法来表达这些数据，使海洋科学研究人员能够从中获取有用的信息，是本文需要解决的关键技术。本论文在充分认识到需要解决的主要问题及关键技术基础上，通过认真调研海洋环境常用数据格式及可视化算法，并基于中国海洋大学海洋信息技术实验室自主研发的i4Ocean平台，研究并实现了多源海洋数据同一化（解译多种数据格式并保存为统一数据格式）和海洋体数据可视化功能。本论文的主要工作以及取得的研究成果如下： 1）多源海洋数据同一化功能的研究与实现针对海洋环境数据具有的多来源、多格式、多维度、多变量等特点，设计了多源海洋数据同一化系统。该系统基于C++编程语言和GDAL、NetCDF、HDF、MATLAB等第三方库提供的接口函数，从比较常用的海洋数据格式出发，通过设计相应的配置文件和统一的数据存储结构，进而实现了海洋数据的解译与再存储。 2）海洋数据可视化的研究与实现利用直接体绘制中的Splatting算法，来实现对海洋体数据中标量数据与矢量数据的可视化表达。对于标量数据，以海水温度数据集为例，选择椭圆高斯核作为其重构核，在一定程度上减小了图像的走样问题；而对于矢量数据，则以海流数据集为例，提出一种新的计算方法，以便更好地突出图像的细节。 3）多源海洋数据同一化与海洋体数据可视化功能的封装与集成将多源海洋数据同一化与海洋体数据可视化封装为两个动态库，并将其作为两个基本功能嵌入到i4Ocean平台中，进而在丰富了该平台功能模块的同时，有利于实验室其他科研人员在此功能基础上开展其他研究项目。目前，，多源海洋数据同一化和海洋体数据可视化功能已被应用于项目研发当中。应用结果表明，本论文的研究成果不仅能够很好的帮助海洋科学研究人员解决由于海洋数据格式差异而带来的问题和困难，而且为海洋数据的可视化方式提出了一种新的表达思路，因此具有较强的实用性和参考价值。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P208;P229

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 杨兆礼;万齐林;;实例分析如何用GrADS实现NetCDF格式转换[J];广东气象;2008年05期

2 陈继香;XML在海洋数据服务领域的应用研究[J];海洋通报;2004年02期

3 许建平,朱伯康;全球海洋观测计划(Argo)进入全面实施阶段[J];海洋技术;2001年03期

4 郑沛楠;宋军;张芳苒;鲍献文;;常用海洋数值模式简介[J];海洋预报;2008年04期

5 顾天竺;沈洁;陈晓红;李慧;张舒;吴颜;;基于XML的异构数据集成模式的研究[J];计算机应用研究;2007年04期

6 王继成;蒋狄微;谢智剑;;基于GDAL的HDF文件格式栅格数据提取的研究[J];科协论坛(下半月);2011年08期

7 ;Recent Progress of Marine Geographic Information System in China:A Review for 2006-2010[J];Journal of Ocean University of China;2012年01期

8 张林;高玉春;杨金红;杨洪平;;基于VC++平台的相控阵天气雷达NetCDF数据读取与产品显示[J];气象科技;2010年02期

9 孙薇薇,张桦;三种体绘制算法的比较[J];天津理工大学学报;2005年04期

10 东方星;;国外海洋卫星的现状与未来[J];太空探索;2012年12期