海洋環(huán)境信息可視化網(wǎng)格平臺關(guān)鍵技術(shù)研究
發(fā)布時間：2020-12-04 16:00
海洋是一巨大復(fù)雜、各種因素相互影響,多類過程彼此作用的動態(tài)時變系統(tǒng)。海洋科學(xué)研究中,為揭示某種海洋現(xiàn)象及其動力機(jī)制,確定和找出影響這一現(xiàn)象的海洋要素主要特征結(jié)構(gòu),即海洋空間數(shù)據(jù)場中具有特定屬性的形狀、結(jié)構(gòu)和區(qū)域,并加以量化分析、可視化和虛擬仿真是十分關(guān)鍵性的。中國是一個海洋大國,社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展必然越來越多地依賴海洋。為了迎接海洋21世紀(jì),我國從國家發(fā)展戰(zhàn)略的高度出發(fā),將“數(shù)字海洋”列入“十一五”和國家海洋科學(xué)技術(shù)發(fā)展計(jì)劃�！皵�(shù)字海洋”是隨著“數(shù)字地球”戰(zhàn)略的提出應(yīng)運(yùn)而生的,由海量、多分辨率、多時相、多類型海洋監(jiān)測監(jiān)視數(shù)據(jù)及其分析算法和模型構(gòu)建而成的海洋信息系統(tǒng)�！皵�(shù)字海洋”采用網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化等技術(shù)手段,以數(shù)字化、可視化、動態(tài)顯示等方式,模擬重現(xiàn)或預(yù)現(xiàn)真實(shí)海洋世界的各種狀況變化,全面提高我國海洋管理與服務(wù)信息化水平,實(shí)現(xiàn)開放架構(gòu)整合和海洋信息共享服務(wù),更好支撐海洋信息應(yīng)用,無疑具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。本文的工作是863計(jì)劃“基于網(wǎng)格的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)共享與信息服務(wù)技術(shù)的研究”(No.2006AA09Z139)的重要組成部分,已實(shí)現(xiàn)的主要工作和創(chuàng)新如下:1、海洋環(huán)境信息可視化網(wǎng)...
【文章來源】：中國海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：122 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
·63D標(biāo)量場體繪制圖(CGIV.OUC)
海洋環(huán)境信息可視化網(wǎng)格平臺關(guān)鍵技術(shù)研究圖2· 63D標(biāo)量場體繪制圖(CGIV.OUC)2.2.3矢量場可視化 (VectorField)矢量場可視化的問題130.32】在于“我們不能在二維屏幕上直接顯示矢量數(shù)據(jù)，比如只能顯示一組小箭頭，不能象標(biāo)量圖象那樣很容易地解釋結(jié)果。我們的視覺系統(tǒng)不適合于以此方式解釋大批量矢量，但我們有極好的能力可以理解和解釋圖象或有深度提示的表面圖形”。困難是如何表示矢量大小和方向，同時需要更多的顯示空間。常用的方法有:1.基于幾何形狀 (GeometrieVisualization)該方法從矢量場數(shù)據(jù)中抽取諸如流線1331(streamline)、跡線(Pathlines)、脈線(Streaklines)、時線(Timelines)等顯示場的結(jié)構(gòu)，具有信息準(zhǔn)確、直觀和場的表示連續(xù)性好等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是方向表示的二義性(圖2一7);采樣數(shù)據(jù)密集時會產(chǎn)生視覺上的混亂，采樣數(shù)據(jù)稀疏又會漏掉矢量場中的重要特征和細(xì)節(jié);很難全面、連續(xù)反映矢量場，無法揭示數(shù)據(jù)的內(nèi)在連續(xù)性;不能表征矢量場中一些特征
無法揭示方向的缺點(diǎn)�；诩y理的映射方法綜合了幾何形狀映射和顏色映射兩種方法的長處，又克服了它們各自存在的缺點(diǎn)。基于紋理的可視化方法主要包括點(diǎn)噪聲(s卯 tNoise)和線積分卷積(飾 eInt哪 alConvolution一LIC)(圖2一11)，以及積分和畫 (IntegrateandDraw一ID)等方法。(1).點(diǎn)噪聲法 (SpotNolse)點(diǎn)噪聲方法是由van.wijk洲于1991年提出的。他最早將紋理映射技術(shù)引入矢量場的可視化，沿矢量方向?qū)c(diǎn)噪聲濾波生成圖像。點(diǎn)噪聲紋理是由許多隨機(jī)分布的、具有一定大小和形狀的二維點(diǎn)疊加所形成的一種隨機(jī)紋理，靠改變點(diǎn)的屬性可整體或局部地控制紋理的模式，點(diǎn)的大小控制了紋理的粒度。由于點(diǎn)有一定的大小，其大小與矢量值的大小有關(guān)，在矢量方向變化很大的區(qū)域，該方法很難準(zhǔn)確的表達(dá)出矢量的方向，比如有渦旋的海洋流場等。(2).線積分卷積法(Line玩 tegralConvo一ution一LIC)卷積分。習(xí)表示矢量場的方向源于一種運(yùn)動模糊的思想。要在靜止圖像上表達(dá)出速度的方向，需要將某一時刻矢量場的前后幾幅圖像疊加起來，也就是說最終合成的靜止圖象中每一象素點(diǎn)的灰度值不僅與質(zhì)點(diǎn)所在當(dāng)前位置的速度大小有關(guān)
本文編號：2897877
【文章來源】：中國海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：122 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
·63D標(biāo)量場體繪制圖(CGIV.OUC)
海洋環(huán)境信息可視化網(wǎng)格平臺關(guān)鍵技術(shù)研究圖2· 63D標(biāo)量場體繪制圖(CGIV.OUC)2.2.3矢量場可視化 (VectorField)矢量場可視化的問題130.32】在于“我們不能在二維屏幕上直接顯示矢量數(shù)據(jù)，比如只能顯示一組小箭頭，不能象標(biāo)量圖象那樣很容易地解釋結(jié)果。我們的視覺系統(tǒng)不適合于以此方式解釋大批量矢量，但我們有極好的能力可以理解和解釋圖象或有深度提示的表面圖形”。困難是如何表示矢量大小和方向，同時需要更多的顯示空間。常用的方法有:1.基于幾何形狀 (GeometrieVisualization)該方法從矢量場數(shù)據(jù)中抽取諸如流線1331(streamline)、跡線(Pathlines)、脈線(Streaklines)、時線(Timelines)等顯示場的結(jié)構(gòu)，具有信息準(zhǔn)確、直觀和場的表示連續(xù)性好等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是方向表示的二義性(圖2一7);采樣數(shù)據(jù)密集時會產(chǎn)生視覺上的混亂，采樣數(shù)據(jù)稀疏又會漏掉矢量場中的重要特征和細(xì)節(jié);很難全面、連續(xù)反映矢量場，無法揭示數(shù)據(jù)的內(nèi)在連續(xù)性;不能表征矢量場中一些特征
無法揭示方向的缺點(diǎn)�；诩y理的映射方法綜合了幾何形狀映射和顏色映射兩種方法的長處，又克服了它們各自存在的缺點(diǎn)。基于紋理的可視化方法主要包括點(diǎn)噪聲(s卯 tNoise)和線積分卷積(飾 eInt哪 alConvolution一LIC)(圖2一11)，以及積分和畫 (IntegrateandDraw一ID)等方法。(1).點(diǎn)噪聲法 (SpotNolse)點(diǎn)噪聲方法是由van.wijk洲于1991年提出的。他最早將紋理映射技術(shù)引入矢量場的可視化，沿矢量方向?qū)c(diǎn)噪聲濾波生成圖像。點(diǎn)噪聲紋理是由許多隨機(jī)分布的、具有一定大小和形狀的二維點(diǎn)疊加所形成的一種隨機(jī)紋理，靠改變點(diǎn)的屬性可整體或局部地控制紋理的模式，點(diǎn)的大小控制了紋理的粒度。由于點(diǎn)有一定的大小，其大小與矢量值的大小有關(guān)，在矢量方向變化很大的區(qū)域，該方法很難準(zhǔn)確的表達(dá)出矢量的方向，比如有渦旋的海洋流場等。(2).線積分卷積法(Line玩 tegralConvo一ution一LIC)卷積分。習(xí)表示矢量場的方向源于一種運(yùn)動模糊的思想。要在靜止圖像上表達(dá)出速度的方向，需要將某一時刻矢量場的前后幾幅圖像疊加起來，也就是說最終合成的靜止圖象中每一象素點(diǎn)的灰度值不僅與質(zhì)點(diǎn)所在當(dāng)前位置的速度大小有關(guān)
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