海洋环境信息可视化网格平台关键技术研究

发布时间：2020-12-04 16:00

　　海洋是一巨大复杂、各种因素相互影响,多类过程彼此作用的动态时变系统。海洋科学研究中,为揭示某种海洋现象及其动力机制,确定和找出影响这一现象的海洋要素主要特征结构,即海洋空间数据场中具有特定属性的形状、结构和区域,并加以量化分析、可视化和虚拟仿真是十分关键性的。中国是一个海洋大国,社会和经济发展必然越来越多地依赖海洋。为了迎接海洋21世纪,我国从国家发展战略的高度出发,将“数字海洋”列入“十一五”和国家海洋科学技术发展计划。“数字海洋”是随着“数字地球”战略的提出应运而生的,由海量、多分辨率、多时相、多类型海洋监测监视数据及其分析算法和模型构建而成的海洋信息系统。“数字海洋”采用网络、虚拟现实、科学计算可视化等技术手段,以数字化、可视化、动态显示等方式,模拟重现或预现真实海洋世界的各种状况变化,全面提高我国海洋管理与服务信息化水平,实现开放架构整合和海洋信息共享服务,更好支撑海洋信息应用,无疑具有十分重大的现实意义。本文的工作是863计划“基于网格的海洋环境数据共享与信息服务技术的研究”(No.2006AA09Z139)的重要组成部分,已实现的主要工作和创新如下:1、海洋环境信息可视化网... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

·63D标量场体绘制图(CGIV.OUC)

海洋环境信息可视化网格平台关键技术研究图2· 63D标量场体绘制图(CGIV.OUC)2.2.3矢量场可视化 (VectorField)矢量场可视化的问题130.32】在于“我们不能在二维屏幕上直接显示矢量数据，比如只能显示一组小箭头，不能象标量图象那样很容易地解释结果。我们的视觉系统不适合于以此方式解释大批量矢量，但我们有极好的能力可以理解和解释图象或有深度提示的表面图形”。困难是如何表示矢量大小和方向，同时需要更多的显示空间。常用的方法有:1.基于几何形状 (GeometrieVisualization)该方法从矢量场数据中抽取诸如流线1331(streamline)、迹线(Pathlines)、脉线(Streaklines)、时线(Timelines)等显示场的结构，具有信息准确、直观和场的表示连续性好等优点。其缺点是方向表示的二义性(图2一7);采样数据密集时会产生视觉上的混乱，采样数据稀疏又会漏掉矢量场中的重要特征和细节;很难全面、连续反映矢量场，无法揭示数据的内在连续性;不能表征矢量场中一些特征

无法揭示方向的缺点。基于纹理的映射方法综合了几何形状映射和颜色映射两种方法的长处，又克服了它们各自存在的缺点。基于纹理的可视化方法主要包括点噪声(s卯 tNoise)和线积分卷积(饰 eInt哪 alConvolution一LIC)(图2一11)，以及积分和画 (IntegrateandDraw一ID)等方法。(1).点噪声法 (SpotNolse)点噪声方法是由van.wijk洲于1991年提出的。他最早将纹理映射技术引入矢量场的可视化，沿矢量方向对点噪声滤波生成图像。点噪声纹理是由许多随机分布的、具有一定大小和形状的二维点叠加所形成的一种随机纹理，靠改变点的属性可整体或局部地控制纹理的模式，点的大小控制了纹理的粒度。由于点有一定的大小，其大小与矢量值的大小有关，在矢量方向变化很大的区域，该方法很难准确的表达出矢量的方向，比如有涡旋的海洋流场等。(2).线积分卷积法(Line玩 tegralConvo一ution一LIC)卷积分。习表示矢量场的方向源于一种运动模糊的思想。要在静止图像上表达出速度的方向，需要将某一时刻矢量场的前后几幅图像叠加起来，也就是说最终合成的静止图象中每一象素点的灰度值不仅与质点所在当前位置的速度大小有关


本文编号：2897877