地学可视化探讨

提出了关于地学可视化的研究框架。地学可视化包括地图可视化、地理信息系统（ Ｇ Ｉ Ｓ） 可视化及其在专业应用领域的可视化。地图可视化与 Ｇ Ｉ Ｓ可视化是地学可视化理论和技术的２ 个基础部分。地学多维图解是从非可视化角度提出的，关于图的地学知识表达、获取及其图的地学问题解的求证原理和方法，是地学可视化的高一级发展阶段。地图可视化中的信息表达交流模型和地理视觉认知决策模型的研究，将从理论上促进地学多维图解模型的进一步发展。基于虚拟现实技术和计算机网络技术的虚拟地理环境是地学可视化、地学多维图解理论和技术发展的最后集成系统。

基于特征建模的地学可视化数据模型研究

可视化与数据模型密不可分。地学可视化模型的建模、管理及显示构成地学可 视化系统的核心。面向对象技术的采用产生了基于特征的地学可视化模型。基于特征的建模 技术是解决地学可视化模型的操作与管理的有效方法。

713雷达数据判读与地学可视化

713型气象雷达为我国自主设计的固定式测雨雷达,目前我国西北部和中部地区的一些气象局仍在使用。文章简要介绍了713雷达的平面位置显示器(PPI)和距离高度显示器(RHI)两种数据的结构和格式,在充分解析后,采用Visual Basic.NET2005开发语言,完成了对两种雷达回波数据的准确判读。并结合GIS二次开发组件MapX,采用常规天气雷达数据产生回波图像的算法,提出并实现了极坐标系下的雷达平显回波图和高显回波图的地学线型与面型可视化,最大限度恢复了雷达数据中存储的回波信息,为准确分析区域降水提供了依据。

面向"人"的地学可视化探讨

面向"人"地学可视化中的"人",主要从地学可视化系统的使用者(简称"应用人"),从地学可视化要表达的地球表层系统地理环境中的社会人(简称"社会人"),以及从作为能地理认知与思维、能表达/传递地理知识及知识创新的"人"(简称"知识人")3个方面定义。从上述3个方面建立了面向"人"的地学可视化概念框架。在面向"应用人"方面,主要介绍了协同可视化以及自我参照可视化;在面向"社会人"方面,主要阐述个体日常行为时空路径可视化、群体行为模拟可视化,以及社会关系网络可视化;在面向"知识人"方面,主要讨论知识可视化。本文最后从本体框架、信息采集与获取技术、数据组织与表达模型、可视化表达方法、主体概念方面,对于面向"人"GIS以及可视化的关键问题与技术进行了探讨。

GIS专业地学可视化课程的建设与教学实践

我校较早开设了地学可视化课程,结合课程教学的特点和社会对人才培养的要求,从开设的必要性、课程内容与教材建设、教学改革与实践等方面对课程教学进行了探索,为课程建设提供了参考。

地理教学中地学可视化空间图示法的应用

在地理教学中引入地学可视化的空间图示法对地理现象的讲解与空间显示,综合了多感官交互能力的可视化表达来观察、思考地学问题,兼顾了地学研究对象的时空特征和属性特征,呈现具有动态性、多尺度和多属性的空间形态表达,为课堂教学的开展创造了良好的环境和氛围;同时,对较为抽象的知识点进行空间场景的呈现,不仅减缓了教学的难度,也为学生更加快速理解和掌握知识提供了便捷途径。

地学知识可视化概念特征与研究进展

地学知识可视化是将知识可视化研究的理论、技术、方法引入地学研究领域,形成一个新的研究方向。通过分析地学知识可视化国内外研究现状,在总结其研究特点的基础上,对地学知识可视化的定义进行阐述,讨论其概念特征、理论基础以及表达方法,并对其应用研究现状与发展趋势进行概括总结。

基于CINRAD/CB雷达基数据的反射率因子地学可视化研究

为了高效显示雷达回波图,本文剖析CINRAD/CB新一代天气雷达(以下简称CB雷达)基数据文件存储结构,介绍了CB型雷达基数据文件中反射率因子数据的存储格式,结合地学中矢量数据与栅格数据的特点,研究了极坐标系下的反射率因子数据向直角坐标系下的转换方法,并设计了基于矢量数据格式和基于栅格数据格式的CB雷达反射率因子可视化方法。对鄂尔多斯CB雷达反射率因子的可视化进行验证,结果表明,两种方法均能充分显示反射率因子回波特征。其中,栅格数据方法的显示效率高,可分析性差;矢量数据的可分析性强,显示效率较低,可根据不同应用需求选取不同的方法。

天气雷达基本反射率产品的地学可视化

对基本反射率产品进行可视化,是准确分析区域天气的基础。本文以梅州市CINRAD/SA型雷达该类产品为例,对该类数据的存储结构做了详尽的剖析,设计了产品径向数据向二维矩阵转换的算法,研究了该类数据转为极坐标系下矢量类型和直角坐标系下栅格类型存储的绘制模式,并采用ArcGIS Engine进行了实现。最后对两种生成显示回波的方法进行对比分析,结果表明:两种方法都能准确显示回波,应用时需根据实际情况采用相应的方法显示与分析雷达回波。

科学可视化及其在地学中的应用

回顾了科学可视化的发展历程、研究目的和层次、可视化系统的五部分组成及其视觉多维化的研究过程。同时介绍了地学可视化的研究现状、存在的问题、应用前景和几种地学可视化软件。

基于MATLAB的地学可视化实现

讨论了用MATLAB软件实现地学可视化的各种可能性,包括曲面数据、体数据的可视化、地学建模、可视化系统的开发、虚拟现实和电子地图制作等内容。

数据可视化及其在地学中的应用

数据可视化是将多维数据以图形、图像方式显示,拓宽了传统图标的功能,提高了人们对数据的处理及解释能力,为更好地利用数据奠定了基础。数据可视化已经应用于处理地学数据,并且应用各种语言开发出了多种数据可视化技术。本文简要地介绍了数据可视化及其在地学中的应用,并结合实例介绍了其实现语言OpenGL、实现技术分治技术。指出开发四维及四维以上图形显示技术是可视化研究的难点。

基于图形的可视化地学建模环境

概念地图是一种用于支持知识构建及知识共享的方法。通过概念地图 ,可以有效地创建知识 ,将不同用户及专家的知识以概念实体与概念关系的形式组织 ,以图形化的形式加以表示 ,来支持地学模型建模。基于概念地图的地学模型建模过程包括系统模型描述、用户模型定义、模型建造、模型解释与转换以及CASE生成几部分。随后 ,详细讨论了模型支持系统的应用特点 ,基于概念地图的空间模型建模的环境和工作流程。最后 ,利用永定河的水利工程等背景资料 ,建立了小清河分洪区背景信息的概念地图模型 ,利用建立的概念地图模型 ,在可视化建模环境下 ,建立了永定河洪水模拟模型。对洪水模拟结果和流域的社会经济统计数据进行叠加分析 ,得到了令人满意的的洪水灾情评估结果。

栅格数据地学可视化分析环境的构建分析

以遥感数据、数字高程数据等为代表的栅格数据获取技术的进步,以及栅格数据本身适合地学模拟的特点,使得栅格数据应用越来越广泛。当前以定量计算为主的方法难以有效支撑栅格数据分析任务,将可视化引入,充分利用人机协同优势,形成栅格数据地学可视化分析环境是一个较好的解决途径。但是,栅格数据大数据量的特征会引起属性空间可视化时的遮挡问题,分析者难以通过可视化分析环境有效识别有意义的地学模式。本研究主要针对这一问题,在现有方法基础上,提出了一种基于体绘制的层次性栅格数据地学可视化分析环境构建方法。当栅格数据集较大时,采用体绘制方法表达密度信息,避免大数据量引起的遮挡问题;在分析者通过人机交互缩小感兴趣数据集后,采用平行坐标法进行可视化,支持细节模式的发现。新方法所构建的原型系统被成功应用于从地形数据集中发现代表土壤类型的聚类模式,从而验证了方法的有效性。

基于OpenGL标准的地学信息可视化

科学计算可视化技术是计算机应用工程中的研究热点 ,也是当今地质科学现代化的关键技术之一。但基于低层硬件及基础算法而开发地质应用软件 ,常因技术因素或算法复杂度问题而难以在微机平台上实时模拟。本文针对地质过程计算机模拟的实际特点 ,讨论了在微机平台上基于 Open GL标准实现地质过程可视化的关键步骤、相关问题及研究方向。

地学信息可视化系统的可用性辅助评估工具设计研究

针对传统可用性评估方法中存在的主要问题,提出要设计地学信息可视化系统的可用性辅助评估工具。本文首先分析传统常用的可用性评估方法及其存在的主要不足,提出解决这些问题的基本想法。然后提出地学信息可视化系统可用性辅助评估工具的总体设计思路及系统的工作流程,并详细阐述了系统的功能模块与关键技术实现。该工具可以减少测试过程中的主观影响,节省开支,更加有效地利用有限的样本,提高可用性评估结果的科学性。

浅谈“地学三维可视化”课程建设及教学实践

"地学三维可视化"是我校地球信息科学与技术专业的专业主干课程,一些高校的地理信息系统专业也开设了该课程。为适应新的教育形势,提高学生学习的主动性和创造性,促进学生自主学习,本文在课程开设的必要性、课程内容、教学方法、考核机制的改革等方面进行了有益探索,为课程建设提供参考。

全曲轴坐标系图形量化方法及其在地学信息可视化中的应用

曲轴坐标系是对传统直线坐标系的扩展,由曲轴坐标系构成的量化图形造型丰富、活泼生动、组合方式多样,是量化图形发展的又一重要途径。全曲轴坐标系是曲轴坐标系统中的一类,是量化图形的数学基础之一。该文通过对全曲轴坐标系的构成、基础坐标网和组合图形的研究,展现了全曲轴坐标系量化图形用于表现各类统计数据的能力。以《2005年中国统计年鉴》为数据源,绘制多种全曲轴坐标系图形图谱并进行分析,对实际的地学统计数据进行直观展现。同时,进行曲轴坐标系量化图形专题制图系统的研发,为全曲轴坐标系在地学信息可视化中的应用提供参考。

面向大数据量地学模型的三角网格简化算法实现

为满足大数据量地学模型可视化的功能需求,实现一种基于拓扑规则和地学规则双重约束的三角网格简化和还原算法,以支持层次细节模型(level of detail,LOD)功能。介绍了实现算法所需的多分辨率数据结构。利用三维地学模型内含的拓扑关系,结合地学规则,约束三角网格中边的可折叠性。通过对可折叠的边进行折叠和展开来实现网格的简化与还原。测试结果表明,算法对三角网格的处理效果良好,运行效率较高,能够支持LOD功能。

地矿工程三维可视化仿真系统设计及实现

为了使采矿工作者更直观准确地判断矿体的空间几何形态、确定其品位及属性分布情况,构筑了一个集成化的地矿工程三维可视化仿真系统框架,设计了既相互独立、又相互联系的系统功能模块和系统内部的数据流程,同时,对系统开发过程中的关键技术、难点及对策进行了分析和探讨,并通过一个实例对系统运行进行验证。所有这些工作,使数字化、可视化技术向地矿工程实际应用中迈进了重要的一步。