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海洋和大气数据多模式动态可视化系统的设计和实现 总被引：1，自引：0，他引：1
为了实现海洋和大气数据多模式动态可视化,本系统使用VC++和CG着色语言进行开发,渲染引擎基于OpenGL三维图形标准。提出了一系列面向海洋和大气数据的模式分析方法,包括:探针功能、线模式、面模式、体模式、矢量模式和动态时间序列分析等,实现了将海量多维海洋大气数据转换为三维空间或动态演变的图像,同时完成用户交互处理操作。并将可视化技术应用于长时间序列的海洋大气数据,通过实时动态的可视化图像来体现海洋大气数据的动态变化过程。结果表明,该系统可实现常见海洋和大气数据的多模式动态可视化。 相似文献
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南海及周边海域风浪流耦合同化精细化数值预报与信息服务系统简介 总被引：1，自引：0，他引：1
面向社会需求,建立覆盖南海及周边海域的高分辨率风-浪-流耦合同化数值预报与信息服务系统。系统包含耦合同化数值预报模式、海洋动力环境数据库与可视化平台两部分。其中,耦合同化数值预报模式由中尺度大气数值预报模式、海浪数值预报模式和区域海洋环流数值模式,在C-Coupler耦合器中进行耦合,引入集合调整Kalman滤波同化模块,在耦合预报前进行大气、海浪和海流的同化后报模拟,为耦合预报模式提供更为精确的初始场。预报结果经海洋动力环境数据库和可视化平台处理后,通过二维和三维可视化展示,向用户提供直观的南海及周边海域海洋环境预报产品。 相似文献
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海洋数值模式是定量描述海洋物理现象及其变化的数值模型,也是海洋与气候研究、预测的核心工具。随着海洋观测的不断投入与积累、对海洋认识的不断深入,特别是在高性能计算技术的支撑下,海洋数值模式已有了长足进步,正朝着高分辨率和多物理过程的方向发展。随着分辨率的提高、物理过程的细化,海洋数值模式的发展面临着多个方面的挑战。当前,海洋数据数量和种类不断增多,同时超级计算机、高性能计算和深度学习等技术的快速发展,为海洋数值模式的突破提供了机遇与挑战。本研究回顾了海洋数值模式的发展现状,梳理和分析了其发展中遇到的大规模高效并行计算和参数优化这两个关键问题,探讨和展望了当前海量数据驱动下海洋数值模式的发展趋势。提出计算负载均衡、计算与I/O重叠的并行流水线设计以及降低全局交换的算法改进是当前突破高分辨率海洋模式大规模高效并行效率的关键。从海洋科学、高性能计算以及深度学习深度交叉融合的角度,提出了实现海洋科学与深度学习相结合的6个途径,在此基础上,探讨了基于深度学习的参数化优化可能实现的途径。 相似文献
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董昌明 LIM KAM SIAN Kenny Thiam Choy 蒋星亮 曹玉晗 嵇宇翔 王森 余洋 陆晓婕 周书逸 韦销蔚 BETHEL Brandon Justin 徐广珺 董济海 孙文金 王海丽 单海霞 王锦 王东霞 滕芳园 曹茜 谢文鸿 游志伟 王子韵 林连杰 《海洋科学进展》2022,40(4):660-683
海洋预报是进行海上活动的安全保障,海洋预报系统技术已经成为现代海洋气象业务的技术支撑。海洋观测、数据同化、数值模拟和高性能计算机等技术的进步极大地推动着海洋业务化预报的发展。采用大气数值模式（WRF）、海洋数值模式（CROCO）和海浪数值模式（SWAN）的多模式高分辨率离线耦合方式,添加南京信息工程大学“海洋数值模拟与观测实验室”团队自主研发的一系列海洋模式参数化方案,包括浪致混合参数化方案、亚中尺度参数化方案、海山诱导混合参数化方案以及涡旋诱导的沿等密度面和跨等密度面混合参数化方案,并通过同化技术和最新的人工智能技术与观测资料相结合,构建一种面向中国边缘海的风浪流多参数耦合预报系统,用于海上风电功率的预报和其他海洋灾害预警。实际观测资料的验证表明,该预报系统能较准确地模拟海上风场、海流、海温、波浪、潮汐等海洋气象要素。同时实现了按需实时可视化全景展示。 相似文献
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为满足航道工程的信息化和可视化需求,采用VPB和OSG相结合的引擎进行长江航道三维可视化系统开发,并从开发平台选取、可视化系统的结构和功能设计、多源数据获取与处理等多个方面,阐述了设计与实现的关键环节,取得了较好的三维可视化效果,研究技术路线将为海洋与内河航道场景三维可视化系统研发提供重要参考。 相似文献
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针对目前多波束测量缺少专门的测线布设软件问题,考虑极地海域海冰对多波束测量的影响,本文设计并实现了极地海洋多波束测量测线布设系统。首先针对航前与现场作业等场景,设计了系统技术路线、架构和主要功能,特色功能包括建议测线方向计算、测线自动与手动生成、多波束现场处理数据导入和结果可视化评价等。阐述了系统功能实现的关键技术,包括测线自动生成、条幅制作与信息统计等。系统采用Python语言以及第三方开源工具包开发,最后开展不同场景下的应用试验并对结果进行了讨论。试验结果表明,系统可以快速、方便地进行多波束测量测线布设并对布设结果进行评价,能够有效提高多波束测量方案的设计效率,有利于极地海底地形地貌调查工作的开展。 相似文献
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探讨了多波束测量和三维可视化技术在海洋中的应用。多波束测量系统产生的海量探测数据，为数据可视化和数据分析技术的发展创造了机会。通过可视化技术可以在不降低原始数据质量的情况下，进行多源数据的融合显示。对DTM数据进行光照、明暗和三维处理，可以创造一种直观、易于理解的可视化效果。将反映物质属性的信息作为假彩色纹理，叠加到地形之上，在交互式分析工具的支持下，可以使三维可视化技术在海洋地质、海洋环境、海洋渔业和海洋工程中得到广泛的应用。 相似文献
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以风场、三维海流场数值预报结果作为输入强迫,建立了赤潮漂移扩散数值预报模型,并开发了相应的软件模块。模块基于C/S(客户端/服务器端)架构,通过数值模拟技术以及GIS、WebServices等信息技术,实现"提交预报请求—数值模式计算—预报结果可视化—预报产品生成"自动化赤潮漂移与扩散预报工作流程。该预报模块具备数据预处理、人机交互参数输入、数值模式计算、预报结果可视化和预报产品制作功能。以长江口附近海域历史赤潮为例进行后报试验,预测了赤潮藻团在风与流场共同作用下的漂移路径变化,结果与实际监测情况一致。该模块的业务化应用能进一步完善现有的赤潮预报系统,将成为赤潮防灾减灾的有力工具。 相似文献
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系统体现以人为本的思想,把安全放到海洋管理的首位,利用3S技术的无缝集成构建了海洋安全管理决策系统。该系统利用人机交互功能,为用户提供界面操作,集图、像、表、文字等多媒体功能于一体,从可视化角度反映海洋安全信息,实现了海洋信息时空分布综合分析、安全事故监测预警、应急救助决策等功能,为快速、有效、合理地处理突发安全事故提供必要的科学依据。 相似文献
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21世纪初海洋预报系统发展现状和趋势 总被引：1，自引：0，他引：1
海洋预报是一切海上活动的基础,人类社会需求驱动着海洋预报的发展。海洋观测、数据同化、数值模拟和高性能计算机等技术的进步推动着全球海洋业务预报的发展。国际先进的海洋数值模式有NLOM、NCOM、HYCOM、NEMO、MOM、POM和ROMS等。在GODAE和GODAEOceanView项目期间,通过国际合作和交流,全球海洋业务预报系统得到快速发展。21世纪初,全球海洋预报系统水平分辨率最高达到1/32°,预报时效一般为一周,部分海洋预报系统能够预报诊断海洋涡旋和海洋锋等。未来海洋预报系统的分辨率和预报精度将继续提高,预报要素扩展到海洋生态和生物地球化学等学科。海洋数据同化技术、海洋物理过程参数化方案和模式耦合技术是推动海洋预报发展的重要研究方向。 相似文献
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基于Okada模型和非线性浅水波模型,结合高精度多层嵌套网格针对我国浙江沿海的温州和台州地区建立了越洋–近海–局部的精细化地震海啸波流实时预警系统,近岸的分辨率为900 m。该预警系统包括了并行化的数值计算模块,基于Python 2D绘图库的计算结果可视化处理模块,以及通过Python语言将所有经过数值计算的图形与动画产品集成在一个网页上的产品集成模块。一旦地震发生,该系统可根据地震的震源参数信息在10 min内完成数值计算、可视化处理,以及产品集成。选取2011年日本东北9.0级地震海啸结合实测数值对该系统进行模拟验证,进一步应用该系统模拟计算了日本南海海槽和琉球海沟潜在极端海啸的影响规律。结果表明,该预警系统可有效地提高地震海啸实时预警的时效性和准确度,为海啸的预警、减灾,以及辅助决策提供科学依据。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2017,(4)
随着三维可视化技术在海洋环境仿真和信息表达方面的研究不断深入,在应用领域对海洋数据可视化结果的真实感、可视化过程中的实时交互性要求越来越高。基于GPU技术和OSG(Open Scene Graph)三维渲染引擎,研究OSG三维交互关键技术和体绘制渲染技术,开发一套面向大规模海洋水文环境数据的可视化软件,实现海洋要素场填色图、等值线绘制、等值面绘制、要素场体绘制和海流场动态模拟。为了更好的表达海量海洋水文环境数据的空间特性和实时性,在场景中建立节点对几何对象进行管理,引入回调机制实现动态渲染,加入CUDA(Computing Unified Device Architecture)并行计算提高计算速率,采用NetCDF(Network Common Data Form)文件格式对数据进行存取,应用GPU编程技术实现海洋水体环境要素快速体绘制。通过实践,开发实现的海洋水文环境可视化软件能够对海洋水体环境要素的属性和变化过程进行高效、直观的模拟和显示。 相似文献
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