基于GIS的可视化给水信息管理系统的研究与开发

针对城市给水信息管理的具体要求和目标,我们对基于GIS的可视化给水信息管理系统进行了研究与开发。本文介绍了该系统的基本功能、设计方案及具体实现。用数据库管理给水信息系统的空间数据和属性数据,同时利用GIS系统对地图的显示、编辑、打印等功能,真正实现了地图数据与给水信息数据、空间数据和属性数据可视化、一体化管理。     

基于PC硬件加速的三维数据场直接体可视化

在科学计算可视化中，由于直接体可视化技术能够反映数据场内部的信息，所以它已经成为近年来研究的重点。通过应用三维纹理和可编程显卡的片段着色器（Fragment Shader）技术，在当前主流PC机上，实现了带有完整Phone光照阴影效果的三维数据场直接体可视化。仿真结果表明该方法在医学和军事学的三维数据场可视化中，能够实时生成高质量的体可视化图像。     

水利水电工程三维动态可视化仿真技术与应用

提出了基于地理信息系统（GIS）的水利水电工程三维动态可视化仿真技术，实现图形辅助仿真建模、全过程动态仿真计算和基于GIS的仿真可视化。图形辅助建模采用层次化和模块化建模思想，通过组合图形元素建立模型，有效地降低了建模的复杂性。全过程动态仿真采用“双仿真钟”模式，兼顾了仿真的整体性和细节性，对整个施工动态过程进行仿真。用GIS实现仿真的三维可视化改变传统的仿真结果的表现模式，为施工系统分析和管理提供了一个有力的工具。实际工程应用证明了该方法的有效性。     

多河段线性水质模型及其可视化仿真

将GIS引入水质模拟仿信息系统系统的设计中，推导了了多河线性水质模型并用面向对象的方法集成，使得抽象的河流水质仿真具有交互性和可视化，地图处理以及数据分析功能，缩短了模型建模周期。     

浦东交警GIS演示系统—可视化GIS的一个研究实例

提出浦东交警GIS系统的结构框架,并为探讨技术上的可行性而开发了一系统演示版。系统展现在用户面前的是二维平面地图、影像图及三维主干道模拟场景图相结合的图文并茂的可视化地理信息系统。系统的新颖之处在于把二维和三维图形有机的结合起来,并在二维地图中引入了影像图,使用户能通过Internet管理交通设施,并能浏览道路及各种交通设施的三维模拟图。     

基于GIS的海洋观测数据三维可视化仿真研究

在分析海洋观测数据三维可视化必要性的基础上,提出在海洋GIS中集成海洋数据三维可视化功能是解决当前海洋观测数据信息深层次挖掘难题的关键。对海洋观测数据三维可视化关键技术,包括三维可视化开发技术、海洋要素场数据模型、海洋要素场三维可视化流程、离散观测数据内插方法等,进行了系统分析。此基础上,根据海洋观测数据的特点,选择OpenGL和IDL作为三维可视化开发技术,采用C＋＋和VC＋＋语言开发用于海洋观测数据处理、分析的三维可视化组件CMa3DView,并集成到自主研发的海洋GIS系统——MaXplorer中。实际应用表明,基于提出的海洋观测数据三维可视化方法能较直观的再现复杂的海洋环境,从而为海洋科研工作者揭示抽象数据变化规律以及理解、分析各种复杂海洋现象,提供强有力的辅助工具。     

VISIL:一种基于XML的可视化信息服务集成语言

可视化信息服务是在虚拟现实(VR)、地理信息系统(GIS)、Internet、Intranet和多媒体数据库等技术的基础上发展起来的一种新型的信息服务模式,其中涉及到复杂的信息类型(二维地图、三维模型、视频、音频、图象、文字,等等)以及这些信息类型之间的交互.为了有效地描述和传输这些信息,本文提出了一种基于XML的可视化信息服务集成语言VISIL,并在此基础上构建了一个分布式的可视化信息服务体系结构.研究表明:VISIL的引入,简化了通信协议,增强了系统的可靠性和可伸缩性,使不同平台、不同应用程序、不同语言之间信息描述和交换成为可能.最后给出了VISIL解析器的一种实现原型.     

基于XML的空间数据互操作与可视化研究

随着网络技术和信息技术的发展,空间信息的获取、共享、发布与分析在各个部门的决策中发挥着越来越重要的作用,空间数据的互操作成为地理信息系统领域研究的核心问题之一。本文将探讨基于XML的空间数据互操作与可视化方法,深入比较XML在专业领域中的两种应用标准——GML和SVG规范,结合其各自的特点,具体设计和实践了基于GML与SVG的空间数据互操作与可视化模型系统。实现来自不同GIS平台——ArcInfo、GeoStar、GeoSurf三种软件的空间数据互操作与叠加可视化显示,成功完成了跨平台的异构数据源的数据互操作与可视化研究。     

融合真实感模型的沉浸可视化

科学计算可视化给工程师提供一个洞察产品性能的有效途径，但数据量的增加远远超过人们理解数据的能力。科学家观察数据和操纵数据都利用简化的环境和模型，大大约束了对产品和物理现象的观察。该文提出了一种结合虚拟现实技术、科学计算可视化和几何建模技术的创新可视化方法。将科学计算数据和真实感模型有机结合起来，利用虚拟现实技术，提供用户栩栩如生、身临其境、高交互的沉浸可视化环境。论文给出了系统详细构架，建立虚拟场景树以及构造可视化结果融入场景的流程，研究沉浸可视化的使能技术。最后在Powerwall系统上实现了系统原型，并应用在工程实践中。     

科学计算可视化并行处理建模及其数据并行技术研究

科学计算规模的不断增长使得对科学数据的可视化也必须采用并行处理技术。针对可视化应用的特点,一方面,分类建立了可视化并行处理模型,给出了形式化描述,并对其并行性进行了定量的分析;另一方面,提出了一种可扩展的可视化数据并行体系结构,并深入探讨了实现该结构的数据划分技术和并行绘制方法;最后基于上述理论实现了一个数据并行可视化处理软件原型系统YH-PView,并通过实验验证了理论分析的正确性。     

城市地理信息三维可视化研究

讨论的城市地理信息系统三维可视化技术致力于将传统的地理信息系统和虚拟现实技术结合起来，通过对图形数据和属性数据库的共同管理、分析及操作，实现数据可视化，为城市管理和决策提供准确、及时、全面的信息、依据和手段，促进城市管理的规范和科学化。本文建立的三维可视化城市地理信息系统使用了细节层次(Level of Detail，LOD)显示技术和视景分块调度技术来提高实时性。     

基于DEM的三维交互性地球实现方法研究

地球的三维可视化是三维GIS研究领域的一个热点，本文给出了基于全球DEM数据的地球三维可视化的实现方法，在此基础上，本文分别讨论了适合于与球形物体进行交互式操作的基本方法。采用四元数的方法解决地球的任意旋转问题；采用一种弦弧映射的近似方法实现在球面上任意两点间的漫游 ；采用OpenGL提供的特殊函数，结合数据库技术实现三维图形与物体属性之间的双向查询。实践表明，这些方法能够获得较好的视觉效果，并可在一定精度范围内对三维地球进行一般的交互性操作。     

基于STK的航天发射实时可视化系统研究与实现

首先分析了可视化系统所使用的各种关键技术,包括STK X技术、Connect模块以及各种建模资源的获取等。接着将系统按照功能进行了模块划分,并对各模块进行了详细阐述,设计实现了系统的软硬件。最后以某任务为实例,对系统进行了验证。结果表明该系统地形、影像和GIS数据真实,仿真度高,窗口视点展示灵活,数据表达精准,实时性强。     

虚拟样机可视化仿真服务的研究与实现

为了实现虚拟样机仿真运行过程中可视化仿真资源的共享,将可视化技术与Web技术相结合,采用B/S架构和浏览器端显示技术,开发通用的可视化仿真功能模块以及相应的实时数据接口,实现了虚拟样机可视化仿真服务,使远程仿真用户能根据可视化仿真需求配置和请求可视化资源,定制二维地理信息显示/三维视景显示服务,从而在浏览器上快速创建虚拟样机二维/三维可视化仿真任务并实时运行,对可视化仿真服务的框架结构、关键技术及应用进行了相关研究和实现。     

可视化技术在气象数据场分析中的运用

现代战争,特别是高技术条件下的局部战争,数字化战场及高、精、尖技术在军事领域的广泛应用,对气象保障的及时性,精确性和综合性提出了更高的要求。利用可视化算法并结合OpenGL对气象数据进行处理,实现了对于二维、三维标量场和矢量场数据的可视化。实验表明,充满视觉效果和交互能力的气象数据可视化使得原本冗繁的气象数据分析工作变得简单直观。     

一种基于褶集的模糊区域可视化模型

空间数据的模糊性建模是地理信息系统(GIS)和空间数据库领域的一个重要研究问题。在很多地理实际应用中,模糊空间区域没有分明的边界,如何建模并有效表达空间模糊区域具有重要的研究价值。提出了一种基于褶集的模糊区域模型,详细分析了模糊区域的性质,给出了点对于模糊区域的相对隶属程度的计算方法,并且在模糊区域绝对隶属度计算的基础上给出了一种模糊区域的可视化模型。实例结果表明该模型具有实用性和有效性,在地理信息系统和空间分析等领域具有其实际应用价值。     

面向虚拟地理环境的三维可视化架构研究

提出了虚拟地理环境的可视化架构应该由三个部分组成:数据模型接口,模型集成接口和可视化流程管理;在将这三部分结合成一个完整体系的同时,分别讨论了三者在面向虚拟地理环境三维可视化架构中所起的作用,并且针对一些技术性难点提出了相应的解决方案。     

基于多层等值面的电磁环境三维可视化研究

电磁环境三维可视化是目前虚拟战场环境中亟待解决的问题之一,提出多层等值面的方法来表现三维电磁环境。数据生成采用了Longley Rice电波传播模型,该模型考虑地形遮挡以及大气影响,计算生成了用频设备的三维空间电磁波强度值。为了直观表现电磁波强度在空间中的分布范围,采用多层Marching Tetrahedra(MT)等值面的方法,表现了多个不同强度大小的电磁环境分布,解决了面绘制方法在对体数据内部数据细节表现不够的缺陷。为了提高电磁环境的可视化性能,充分利用现在图形处理器(graphic processing unit, GPU)的通用计算能力,实现了硬件加速多层等值面一起提取输出的方法,降低CPU计算负荷,加快了等值面提取速度。最后实现了一个可实时交互的电磁环境三维可视化系统,实验结果表明该方法表现了用频设备在虚拟战场环境中的三维电磁态势,对于用频设备选址和无线通信规划都有一定的辅助作用。