基于传输函数标准形态模式的海洋涡旋温盐和压力异常三维结构交互可视化          下载免费PDF全文

田丰林  程亚强  刘巍  马颖  陈戈 《海洋通报》2023,(6):617-630

随着海洋观测技术和海洋数值模拟技术的发展,海洋学家已经能够获取海量的时空连续的海洋数据。但目前人们对于三维海洋大数据缺乏高效的交互可视探索手段,因此,利用科学可视化技术展现海洋数据,以及更深一步地挖掘时空数据规律是建立对海洋大数据从感知到认知的关键技术桥梁。本文利用体绘制技术从传输函数特征点数量、特征颜色映射以及表现特征的线型三个方面,设计针对海洋温盐异常数据以及压力异常数据的传输函数标准形态模式,能够直观有效地表现海洋涡旋温盐和压力异常三维结构。本文优化了球面光线投射算法,在保证绘制质量的情况下,实现了大规模海洋三维涡旋实时交互展示;同时实现了三维数据的内部漫游功能,能够更加清晰且完整地表现局部海洋涡旋的三维结构。通过可视分析发现,处于黑潮延伸体附近的气旋涡(CE, Cyclone Eddy)温度异常呈“上正下负”的三维结构;由于涡旋引起的海水升降运动,部分反气旋涡(AE, Anticyclone Eddy)盐度异常呈现出“上正下负”的三维结构;相较于温盐异常结构,海洋涡旋压力异常结构轮廓更为清晰且不会出现上下不一致的情况。  相似文献   

城市蔓延多尺度测度和时空差异研究     

李嘉奕  王浩  张琳琳  宁晓刚  刘娅菲  曹银璇 《测绘科学》2023,(7):94-104+183

针对既有城市蔓延测度研究中测度单元和尺度单一的问题，该文通过构建本地化的加权城市扩散模型，以北京市为例，探究城区、城区缓冲区、市辖区等不同尺度对城市蔓延测度的影响，并在1 km²格网、区县、主体功能区等不同单元上分析2000—2020年的城市蔓延空间差异特征。结果表明：(1)2000—2020年，高度蔓延地区随时间变化不断向城区外围转移。其中，2000年城区尺度下的城市蔓延程度最高，而2010、2020年则变化为城区3 km缓冲区尺度；(2)城市蔓延受交通辐射影响较大，且高度蔓延地区由高速公路附近区域逐渐向环城市功能拓展区的区域演变；(3)中心城区蔓延程度呈现降低趋势，其中首都功能核心区中蔓延程度始终保持最低水平。该研究结果可为城市治理、城市更新与国土空间优化提供参考依据。  相似文献   

基于传输函数的二/三维全时空连续海洋中尺度涡旋流场实时可视化          下载免费PDF全文

田丰林  王昊  刘巍  马颖  陈戈 《海洋科学》2023,47(9):12-27

海洋中尺度涡旋可视化可以将海洋中尺度涡旋的运动规律以图形图像等直观的方式加以展现,是研究海洋中尺度涡旋强有力的工具。然而,现有的可视化方法存在一些不足,如时空连续可视化框架中的流线不能表现全时空连续的运动过程,应用到海洋涡旋提取的特征值受阈值影响严重,交互式传输函数依赖用户经验等。为解决已有的不足,本文首次提出了全时空连续框架和传输函数标准形态模式,将基于区域的涡旋提取技术(?准则)应用到海洋中尺度涡旋可视化中,并提出了全时空连续可视化框架二维及三维的GPU实现方案。实验结果表明,本文的可视化方案达到了实时可交互的级别,对于海洋中尺度涡旋交互式可视化具有重要意义。  相似文献