本文關(guān)鍵詞：基于i4Ocean平臺(tái)的多源海洋數(shù)據(jù)同一化與可視化技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：自“數(shù)字海洋”概念提出后，構(gòu)建“數(shù)字海洋”信息框架項(xiàng)目，成為了我國(guó)自建國(guó)以來規(guī)模比較大的國(guó)家海洋計(jì)劃之一，而“數(shù)字海洋”建設(shè)的首要前提是獲取海洋數(shù)據(jù)。隨著科技水平的提高，信息獲取手段不斷增加，如傳統(tǒng)的海洋監(jiān)測(cè)儀器，海洋衛(wèi)星遙感，全球Argo浮標(biāo)計(jì)劃、數(shù)值模式計(jì)算等。這些手段獲取的數(shù)據(jù)一方面豐富了海洋數(shù)據(jù)信息，為海洋研究提供了非常有利的基礎(chǔ)條件，另一方面也帶來了海洋數(shù)據(jù)格式的多種類問題，因此如何解譯這些數(shù)據(jù)，是本文需要解決的主要問題。此外，隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提高以及信息技術(shù)的發(fā)展，將抽象的海洋數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為直觀的圖形圖像，成為近年來海洋科學(xué)研究人員關(guān)注的重點(diǎn)，因此選擇何種可視化技術(shù)、算法來表達(dá)這些數(shù)據(jù)，使海洋科學(xué)研究人員能夠從中獲取有用的信息，是本文需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。 本論文在充分認(rèn)識(shí)到需要解決的主要問題及關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上，通過認(rèn)真調(diào)研海洋環(huán)境常用數(shù)據(jù)格式及可視化算法，并基于中國(guó)海洋大學(xué)海洋信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的i4Ocean平臺(tái)，研究并實(shí)現(xiàn)了多源海洋數(shù)據(jù)同一化（解譯多種數(shù)據(jù)格式并保存為統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式）和海洋體數(shù)據(jù)可視化功能。本論文的主要工作以及取得的研究成果如下： 1）多源海洋數(shù)據(jù)同一化功能的研究與實(shí)現(xiàn) 針對(duì)海洋環(huán)境數(shù)據(jù)具有的多來源、多格式、多維度、多變量等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了多源海洋數(shù)據(jù)同一化系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于C++編程語言和GDAL、NetCDF、HDF、MATLAB等第三方庫(kù)提供的接口函數(shù)，從比較常用的海洋數(shù)據(jù)格式出發(fā)，通過設(shè)計(jì)相應(yīng)的配置文件和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了海洋數(shù)據(jù)的解譯與再存儲(chǔ)。 2）海洋數(shù)據(jù)可視化的研究與實(shí)現(xiàn) 利用直接體繪制中的Splatting算法，來實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋體數(shù)據(jù)中標(biāo)量數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)。對(duì)于標(biāo)量數(shù)據(jù)，以海水溫度數(shù)據(jù)集為例，選擇橢圓高斯核作為其重構(gòu)核，在一定程度上減小了圖像的走樣問題；而對(duì)于矢量數(shù)據(jù)，則以海流數(shù)據(jù)集為例，提出一種新的計(jì)算方法，以便更好地突出圖像的細(xì)節(jié)。 3）多源海洋數(shù)據(jù)同一化與海洋體數(shù)據(jù)可視化功能的封裝與集成 將多源海洋數(shù)據(jù)同一化與海洋體數(shù)據(jù)可視化封裝為兩個(gè)動(dòng)態(tài)庫(kù)，并將其作為兩個(gè)基本功能嵌入到i4Ocean平臺(tái)中，進(jìn)而在豐富了該平臺(tái)功能模塊的同時(shí)，有利于實(shí)驗(yàn)室其他科研人員在此功能基礎(chǔ)上開展其他研究項(xiàng)目。 目前，，多源海洋數(shù)據(jù)同一化和海洋體數(shù)據(jù)可視化功能已被應(yīng)用于項(xiàng)目研發(fā)當(dāng)中。應(yīng)用結(jié)果表明，本論文的研究成果不僅能夠很好的幫助海洋科學(xué)研究人員解決由于海洋數(shù)據(jù)格式差異而帶來的問題和困難，而且為海洋數(shù)據(jù)的可視化方式提出了一種新的表達(dá)思路，因此具有較強(qiáng)的實(shí)用性和參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P208;P229

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1178253