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基于GIS的海洋大气信息数据可视化关键技术的研究与实现

作 者: 于家潭
导 师: 章珂;陈戈
学 校: 中国海洋大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 海洋地理信息系统 SOA WCF VTK 三维可视化
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 132次
引 用: 1次
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内容摘要


随着海洋探测水平的提高,海洋地理信息系统(MGIS)越来越得到广泛关注。海洋数据具有多源性、异构性、海量性等特点。可视化是GIS的重要组成部分,将人们无法直接观察到的数据转换为图形表现出来。将GIS引入海洋科学领域具有重要意义。海洋数据可视化的基本特点是实用性、交互性和高效性。本文结合海洋数据的特点,以GIS、分布式技术、科学计算可视化等技术为支撑,对海洋数据GIS可视化关键技术进行了研究和应用,并取得了一定的成果:1.提出了基于WCF技术的MGIS可视化架构。SOA是新一代系统开发的设计理念。WCF是微软新一代的分布式开发技术,提供了更为安全、灵活的分布式开发框架。本文以WCF为基础,构建了基于WCF的分布式MGIS可视化系统,提高了系统的通用性和安全性。MGIS可视化系统在服务器端以三层架构设计实现,采用.Net反射技术构建数据访问层,在客户端以ActiveX、AJAX技术为主要技术。2.基于Web的可视化要求较高的交互性、准确性,以二维可视化为主。本文利用并扩展了Nplot控件,设计开发了包括散点图、风场矢量图、点线图等基于Web的海洋数据二维可视化方法,并将之应用于“海洋环境集成与动态可视化系统”,进行海洋数据的在线展示。3.三维数据可视化一直是GIS可视化研究的重点方向之一。本文在探讨了VTK实现机制的基础上,将VTK应用到海洋温度场和盐度场的三维可视化中,实现了Marching Cubes(MC)算法和光线投影体绘制算法。本文通过以上方面的研究,对海洋数据可视化系统的架构设计与开发、基于Web的二维可视化方法实现、海洋数据场的三维可视化等方面进行了初步探索,为下一步的研究打下了良好基础。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-12
1 绪论  12-18
  1.1 研究背景  12-14
  1.2 研究现状  14-16
  1.3 本论文研究工作  16-18
2 基于WCF的MAGIS可视化架构设计  18-34
  2.1 提出背景  18-19
  2.2 SOA  19-21
  2.3 基于WCF的MAGIS可视化架构  21-22
  2.4 WCF技术简介  22-26
    2.4.1 WCF  22-23
    2.4.2 WCF关键技术  23-26
  2.5 服务器端设计  26-32
    2.5.1 数据访问层设计  27-30
    2.5.2 业务逻辑层设计  30-31
    2.5.3 基于WCF的可视化服务层  31-32
  2.6 客户端设计  32
  2.7 本章小结  32-34
3 基于Web的海洋数据二维可视化  34-50
  3.1 海洋环境集成与动态可视化系统  34-37
    3.1.1 背景及系统概述  34-36
    3.1.2 用户界面实现  36-37
  3.2 海洋数据可视化预处理  37
  3.3 海洋数据可视化流程  37-38
  3.4 二维可视化设计与实现  38-44
    3.4.1 Nplot简介  38-41
    3.4.2 矢量可视化  41-43
    3.4.3 海陆边界划分  43-44
  3.5 系统应用示例  44-49
  3.6 本章小结  49-50
4 海洋数据场三维可视化  50-66
  4.1 研究背景  50
  4.2 三维可视化技术  50-53
    4.2.1 三维可视化方法  50-51
    4.2.2 数据可视化流程  51-52
    4.2.3 三维数据场分类  52-53
  4.3 等值面提取算法——Marching Cubes  53-55
    4.3.1 MC算法原理  53-54
    4.3.2 MC算法流程  54-55
    4.3.3 MC算法发展  55
  4.4 直接体绘制方法  55-58
    4.4.1 体绘制方法概述  55-56
    4.4.2 体绘制算法  56-58
  4.5 基于VTK的海洋数据场三维可视化  58-64
    4.5.1 三维可视化系统开发技术  58-59
    4.5.2 VTK简介  59-60
    4.5.3 应用实现  60-64
  4.6 本章小结  64-66
5 总结与展望  66-68
  5.1 总结  66
  5.2 展望  66-68
参考文献  68-72
致谢  72-73
个人简历  73
发表论文与研究成果  73
参加项目情况  73

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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