海洋环境预警报数据可视化方法研究与实现

发布时间：2017-09-18 02:21

  本文关键词：海洋环境预警报数据可视化方法研究与实现

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【摘要】：对于海洋环境预警报数据可视化工作而言，在业务上根据数据组织形式、数据结构、数据可视化需求等诸多要素的不同，可视化方法也是因要素而异。本文通过针对国家海洋环境预报中心平时所通用的业务数据格式进行提炼、比较、分析，确定了溢油、风暴潮、搜救、风场、流场五种数据的不同数据的可视化方法与具体过程，并进行总结归纳，分为矢量场与标量场两大类进行分类阐述。 在标量场可视化范围主要包括风暴潮、溢油、搜救三种数据。首先对于风暴潮数据而言，阐述了一般离散密集点数据的直接离散点可视化过程，之后通过针对其数据结构特点提出了一种风暴潮数据既定三角网构造情况下专属的等值线生成方法，该方法能够正确地提取岛屿构成线并最终生成等值线效果，避开岛屿的干扰及无实际意义的等值线；对于搜救数据可视化而言，初始数据所支持的可视化效果只有数量不多的离散点，因此针对其开发了最短路径抵达功能，完成了在出发点与目标点中间有一个或多个障碍物时如何从出发点以较短的路径到达目标点的导航类似过程，并最终将该路径可视化到海洋环境地图上，丰富搜救数据的可视化；对于溢油数据，，针对其二维显示中主要感兴趣方面是溢油区的范围变化情况问题，对溢油数据离散点进行了边界提取功能的实现，通过遍历各个离散点在预先给定的阈值范围内四象限中的其他点的分布情况，获取空白区进行记录并相互比对空白区分布情况，最终对各个确认的边界点进行匹配完成边界提取。 对于矢量场可视化，主要包括了风场、温盐流（以流场为主）两种数据。对于这两种数据而言，主要特点就是预报数据点分布密集、预报范围稳定、可视化方法有约定俗成或规定的效果。因此针对其特点总体进行了风场的风向标以及流场的箭头的符号化工作，制作可视化符号，并根据由于分布点密集导致的符号相互覆盖的情况提出了矢量数据点抽稀的方法，以系统抽稀法为主，结合箭头范围内的其他数据点的数据情况进行均值化处理最终获得其范围内不同方向矢量分量的大小最终合成代表该区域的矢量，并以此为据最终完成矢量化的符号可视化工作。 根据上述可视化方法进行归纳总结，进行了海洋环境预警报平台系统的开发，通过系统架构的设计，结合海洋环境预警报数据组织形式进行数据库设计，并开发二维、三维、动态显示，预报图制作，数据管理等诸多模块，最终对海洋环境预报产品的可视化系统完成开发，为海洋环境预警报数据可视化建立新的辅助平台。
【关键词】：海洋环境数据 等值线 边界提取 路径分析 抽稀 符号化
【学位授予单位】：首都师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P208;P71
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-6
• 图目录6-7
• 表目录7-8
• 项目资助8-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 选题背景与研究意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 研究内容13-14
• 第二章 数据分析与方法14-20
• 2.1 数据来源与解析14
• 2.2 数据归一化14-20
• 2.2.1 NETCDF 格式文件15-18
• 2.2.2 数据格式统一18-20
• 第三章 海洋环境要素标量场可视化20-34
• 3.1 风暴潮数据的可视化20-26
• 3.1.1 风暴潮数据20-22
• 3.1.2 基于风暴潮数据的岛线提取22-24
• 3.1.3 风暴潮数据等值线可视化24-26
• 3.2 溢油数据的可视化26-30
• 3.3 搜救数据的可视化30-34
• 第四章 海洋环境要素矢量场可视化34-43
• 4.1 空间抽稀与抽样34-35
• 4.2 流场数据的可视化35-39
• 4.3 风场数据的可视化39-43
• 第五章 海洋环境要素可视化系统的实现43-49
• 5.1 海洋环境要素可视化系统设计43-44
• 5.2 海洋环境要素数据库设计44-47
• 5.3 海洋环境要素可视化系统功能实现47-49
• 第六章 结论与展望49-50
• 参考文献50-52
• 致谢52-53

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 邹和平;牟林;董军兴;王园君;宋军;;构建我国海洋灾害风险评估管理机制初探[J];海洋开发与管理;2011年11期

2 赵薛强;林桂兰;;浅谈互联网海洋信息管理系统开发——以海域使用管理信息系统为例[J];海洋信息;2010年02期

3 方银霞,虞夏军;地理信息系统在海洋领域的应用[J];海洋通报;2000年03期

4 李巧稚,刘百桥,林宁;海洋功能区划管理信息系统框架研究[J];海洋通报;2001年02期

5 恽才兴;海洋地理信息系统(MGIS)研究进展[J];海洋地质动态;2002年01期

6 崔丽静,尚承金;地理信息系统(GIS)在海洋地质中的应用[J];海洋地质动态;2005年04期

7 王兴涛,翟世奎;地理信息系统的发展及其在海洋领域中的应用[J];海洋地质与第四纪地质;2003年02期

8 宋升峰,郑培宁;日照港海洋信息系统的建设[J];海洋技术;2000年02期

9 熊丽华,杨峰;基于ArcSDE的空间数据库技术的应用研究[J];计算机应用;2004年03期

10 袁立成;秦勃;洪锋;;海洋网格——海洋环境信息存储与交换的数据网格[J];计算机应用;2009年S1期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 汤青慧;基于电子海图的航线规划方法研究[D];中国海洋大学;2011年

2 李文庆;VV-Ocean海洋环境仿真与海洋数据动态可视化系统的研究与实现[D];中国海洋大学;2011年

3 秦勃;海洋环境信息可视化网格平台关键技术研究[D];中国海洋大学;2008年

本文编号：872822