留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于虚拟地球的台风多维动态可视化系统的设计与实现

胡自和 刘坡 龚建华 王群

胡自和, 刘坡, 龚建华, 王群. 基于虚拟地球的台风多维动态可视化系统的设计与实现[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(10): 1299-1305. doi: 10.13203/j.whugis20130669
引用本文: 胡自和, 刘坡, 龚建华, 王群. 基于虚拟地球的台风多维动态可视化系统的设计与实现[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(10): 1299-1305. doi: 10.13203/j.whugis20130669
HU Zihe, LIU Po, GONG Jianhua, WANG Qun. Design and Implementation of Multidimensional and Animated Visualization System for Typhoon on Virtual Globes[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(10): 1299-1305. doi: 10.13203/j.whugis20130669
Citation: HU Zihe, LIU Po, GONG Jianhua, WANG Qun. Design and Implementation of Multidimensional and Animated Visualization System for Typhoon on Virtual Globes[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(10): 1299-1305. doi: 10.13203/j.whugis20130669

基于虚拟地球的台风多维动态可视化系统的设计与实现

doi: 10.13203/j.whugis20130669
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(41171351);国家科技支撑计划资助项目(KZCX2-EW-318);国家“十二五”攻关计划资助项目(2014ZX10003002);城市空间信息工程北京市重点实验室开放研究基金资助项目(2014210)。
详细信息
    作者简介:

    胡自和,工程师,主要从事空间数据可视化与仿真研究。E-mail:huzihe06@163.com

    通讯作者: 刘坡,博士。E-mail:liuposwust@163.com
  • 中图分类号: P208

Design and Implementation of Multidimensional and Animated Visualization System for Typhoon on Virtual Globes

Funds: The National Natural Science Foundation of China, No. 41171351;the Key Knowledge Innovative Project of the Chinese Academy of Sciences, No. KZCX2-EW-318; the National Key Technology R&D Program of China, No. 2014ZX10003002; Foundation of Beijing Key Laboratory of Urban Spatial Information Engineering, No.2014210.
  • 摘要: 台风作为一种热带气旋,是影响我国东南沿海区域的主要灾害性天气。台风可视化是台风研究及预报应用的重要组成部分,在防灾减灾中发挥着重要作用。但是由于数据量巨大,台风动态交互可视化很难在网络环境下实现。虚拟地球技术的出现提供了一个新的网络可视化平台,提高了公众参与的能力,但是其很难支持专业的气象应用。基于开源的虚拟地球平台构建台风动态可视化环境,首先介绍了坐标转换、数据组织和基于GPU的体可视化这些关键技术,然后详细介绍了系统的主要功能,并在World Wind开源平台上实现相关功能的开发,最后通过一个具体的案例证明了系统的有效性和实用性。
  • [1] Nocke T, Sterzel T, Böttinger M, et al. Visualization of Climate and Climate Change Data: An Overview [C]. Digital Earth Summit on Geoinformatics 2008: Tools for Global Change Research (ISDE'08),Wichmann, Heidelberg,2008
    [2] Van Thu T, Krishnamurti T. Vortex Initialization for Typhoon Track Prediction [J]. Meteorology and Atmospheric Physics, 1992, 47(2/4): 117-126
    [3] Zhu Zhenyi. 3D Modeling and Secene Simulaiton of Typhoon [D]. Shanghai: Tongji University, 2008 (朱震毅. 台风三维建模与视景仿真研究[D]. 上海:同济大学, 2008)
    [4] Nocke T, Flechsig M, Bohm U. Visual Exploration and Evaluation of Climate-related Simulation Data [C].2007 Winter Simulation Conference, Washington D C,USA, 2007
    [5] Doleisch H. SimVis: Interactive Visual Analysis of Large and Time-dependent 3D Simulation Data [C].The 39th Conference on Winter Simulation: 40 Years! The Best is Yet to Come, Washington D C,USA, 2007
    [6] Wang H, Lau K H, Chan W M, et al. A PC-Based Visualization System for Coastal Ocean and Atmospheric Modeling [C].Estuarine and Coastal Modeling (1999), New Orleans, Louisiana, USA, 2002
    [7] Qin Xujia, Zhang Qinfeng, Chen Jian, et al. GPU Accelerated Typhoon Visualization Method [J]. Journal of Image and Graphic, 2012, 17(2): 293-300(秦绪佳, 张勤锋, 陈坚, 等. GPU加速的台风可视化方法[J]. 中国图像图形学报, 2012,17(2): 293-300)
    [8] Kim C S, Parks K, Park J, et al. Scientific Visualization of Time-varying Oceanographic and Meteorological Data Using VR [C].The 16th IEEE Visualization 2005 (VIS 2005), Minneapolis, MN, USA, 2005
    [9] Xu Min, Fang Chaoyang, Zhu Qing, et al. Design and Implementation of Multidimension and Animated Visualization System for Ocean and Atmosphere [J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2009, 34(1): 57-59(徐敏, 方朝阳, 朱庆, 等. 海洋大气环境的多维动态可视化系统的设计与实现[J]. 武汉大学学报·信息科学版, 2009,34(1): 57-59)
    [10] Gore A. The Digital Earth: Understanding Our Planet in the 21st Century [J]. Australian Surveyor, 1998, 43(2): 89-91
    [11] Blenkinsop T. Visualizing Structural Geology: From Excel to Google Earth [J]. Computers & Geosciences, 2012, 45:52-56
    [12] Smith T M, Lakshmanan V. Real-time, Rapidly Updating Severe Weather Products for Virtual Globes [J]. Computers & Geosciences, 2011, 37(1): 3-12
    [13] Nguyen Q C,Soon K T. Google Earth as a Tool in 2D Hydrodynamic Modeling [J]. Computers & Geosciences, 2011, 37(1): 38-46
    [14] Ballagh L M, Raup B H, Duerr R E, et al. Representing Scientific Data Sets in KML: Methods and Challenges [J]. Computers & Geosciences, 2011, 37(1): 57-64
    [15] Bailey J E, Chen A. The Role of Virtual Globes in Geoscience [J]. Computers & Geosciences, 2011, 37(1): 1-2
    [16] Joseph T, Jeff H,Kim R, et al. A Tropical Cyclone Application for Virtual Globes [J]. Computers & Geosciences, 2011, 37(1): 13-24
    [17] Li J, Wu H, Yang C, et al. Visualizing Dynamic Geosciences Phenomena Using an Octree-based View-dependent LOD Strategy Within Virtual Globes [J]. Computers & Geosciences, 2011, 37(9): 1 295-1 302
    [18] Hogan P, Coughlan J. NASA World Wind, Open Source 4D Geospatial Visualization Platform:*. NET & Java* [C]. AGU Fall Meeting Abstracts, San Francisco, USA, 2006
    [19] Snyder J P. Map Projections—A Working Manual [R]. United States Government Printing Office, Washington D C,1987
    [20] Evenden G I. Cartographic Projection Procedures for the UNIX Environment: A User's Manual [R]. Open-File Report 90284,United States Geological Survey, Washington D C, USA,1990
    [21] Guthe S, Wand M, Gonser J, et al. Interactive Rendering of Large Volume Data Sets [C].IEEE Visualization, 2002 VIS 2002, Boston, MA, USA, 2002
    [22] Kniss J, Mccormick P, Mcpherson A, et al. Interactive Texture-based Volume Rendering for Large Data Sets [J]. IEEE Computer Graphics and Applications, 2001, 21(4): 52-61
    [23] Boada I, Navazo I, Scopigno R. Multiresolution Volume Visualization with a Texture-based Octree [J]. The Visual Computer, 2001, 17(3): 185-197
    [24] Lamar E, Hamann B, Joy K I. Multiresolution Techniques for Interactive Texture-based Volume Visualization [C].The Conference on Visualization'99: Celebrating Ten Years, San Francisco, California, United States, 1999
    [25] Yang C, Wu L. GPU-Based Volume Rendering for 3D Electromagnetic Environment on Virtual Globe [J]. International Journal of Image, Graphics and Signal Processing, 2010, 2(1): 53-60
    [26] Li W, Mueller K, Kaufman A. Empty Space Skipping and Occlusion Clipping for Texture-based Volume Rendering [C]. The 14th IEEE Visualization 2003 (VIS 2003), Seattle, Washington D C, USA, 2003
    [27] Kruger J, Westermann R. Acceleration Techniques for GPU-based Volume Rendering [C]. The 14th IEEE Visualization 2003 (VIS 2003), Seattle,Washington D C,USA, 2003
    [28] Konikow L F, Bredehoeft J D. Computer Model of Two-dimensional Solute Transport and Dispersion in Ground Water [R]. US Government Printing Office, Washington D C, USA,1978
    [29] Butcher U J C. The Numerical Analysis of Ordinary Differential Equations: Runge-Kutta and General Linear Methods [M]. New York:Wiley-Interscience, 1987
  • [1] 应申, 陈乃镔, 李威阳, 郭仁忠, 贺彪, 赵志刚, 汪善华.  三维房产群集对象可视化方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(1): 81-88. doi: 10.13203/j.whugis20190242
    [2] 唐丽玉, 杨怡斐, 侯璨, 陈崇成.  利用三维体素遍历和GPU进行辐射度加速计算——以虚拟植物冠层辐射模拟为例 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(8): 1256-1263. doi: 10.13203/j.whugis20160319
    [3] 李霖, 曾祥倚, 段新桥, 朱海红, 张一鸣.  一种基于体绘制的二元变量体可视化方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2017, 42(8): 1082-1089. doi: 10.13203/j.whugis20150288
    [4] 陈静, 袁思佳.  三维虚拟地球中移动对象的时空数据组织方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2017, 42(3): 384-389. doi: 10.13203/j.whugis20140519
    [5] 董路明, 张斌, 赵学胜.  一种基于GPU Tessellation的地形无缝绘制算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2017, 42(3): 402-407. doi: 10.13203/j.whugis20140850
    [6] 熊汉江, 郑先伟, 龚健雅.  面向虚拟地球的海陆地形多尺度TIN建模及可视化方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2017, 42(11): 1597-1603. doi: 10.13203/j.whugis20150678
    [7] 刘坡, 龚建华.  大规模遥感影像全球金字塔并行构建方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(1): 117-122. doi: 10.13203/j.whugis20130718
    [8] 陈静, 邹成, 黄吴蒙, 刘博洋.  面向虚拟地球的三维气象场可视化方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(12): 1563-1569. doi: 10.13203/j.whugis20140520
    [9] 魏勇, 丁雨淋, 龚桂荣, 杜莹, 周艳.  一种利用SSE2多重纹理混合的大范围虚拟地形可视化技术 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(4): 510-515. doi: 10.13203/j.whugis20130362
    [10] 钟何平, 张森, 田振, 唐劲松.  异构环境下的快速质量引导相位解缠算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(6): 756-760. doi: 10.13203/j.whugis20130518
    [11] 陈 静, 刘婷婷, 侯小波.  面向虚拟地球的多尺度矢量数据可视化方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(9): 1195-1200. doi: 10.13203/j .whu g is20130532
    [12] 邵华, 江南, 胡斌, 吕恒, 朱进.  利用GPU的R树细粒度并行STR方法批量构建 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(9): 1068-1073. doi: 10.13203/j.whugis20130158
    [13] 陈静, 吴思, 谢秉雄.  面向GPU绘制的复杂三维模型可视化方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(1): 106-111.
    [14] 杨靖宇, 张永生, 李正国, 龚辉.  遥感影像正射纠正的GPU-CPU协同处理研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(9): 1043-1046.
    [15] 邹华, 高新波, 吕新荣.  基于层次包围盒的纹理体绘制加速算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(3): 321-325.
    [16] 徐敏, 方朝阳, 朱庆, 林珲.  海洋大气环境的多维动态可视化系统的设计与实现 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(1): 57-59.
    [17] 宁津生, 郭金来.  地球重力场可视化数据挖掘平台WHU-3 Dgravity的设计与实现 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2007, 32(11): 945-949.
    [18] 马洪超, 徐宏根, 狄黎平, 邬建伟.  论地球空间网格环境下的遥感产品虚拟化 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2007, 32(9): 808-811.
    [19] 张昆, 张松林, 刘祖强, 杨红.  滑坡变形的三维可视化研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(9): 795-798.
    [20] 孙洪君, 杜道生, 李征航, 周勇前.  关于地球形状的三维可视化研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2000, 25(2): 158-162.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  1073
  • HTML全文浏览量:  37
  • PDF下载量:  750
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-17
  • 刊出日期:  2015-10-05

基于虚拟地球的台风多维动态可视化系统的设计与实现

doi: 10.13203/j.whugis20130669
    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(41171351);国家科技支撑计划资助项目(KZCX2-EW-318);国家“十二五”攻关计划资助项目(2014ZX10003002);城市空间信息工程北京市重点实验室开放研究基金资助项目(2014210)。
    作者简介:

    胡自和,工程师,主要从事空间数据可视化与仿真研究。E-mail:huzihe06@163.com

    通讯作者: 刘坡,博士。E-mail:liuposwust@163.com
  • 中图分类号: P208

摘要: 台风作为一种热带气旋,是影响我国东南沿海区域的主要灾害性天气。台风可视化是台风研究及预报应用的重要组成部分,在防灾减灾中发挥着重要作用。但是由于数据量巨大,台风动态交互可视化很难在网络环境下实现。虚拟地球技术的出现提供了一个新的网络可视化平台,提高了公众参与的能力,但是其很难支持专业的气象应用。基于开源的虚拟地球平台构建台风动态可视化环境,首先介绍了坐标转换、数据组织和基于GPU的体可视化这些关键技术,然后详细介绍了系统的主要功能,并在World Wind开源平台上实现相关功能的开发,最后通过一个具体的案例证明了系统的有效性和实用性。

English Abstract

胡自和, 刘坡, 龚建华, 王群. 基于虚拟地球的台风多维动态可视化系统的设计与实现[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(10): 1299-1305. doi: 10.13203/j.whugis20130669
引用本文: 胡自和, 刘坡, 龚建华, 王群. 基于虚拟地球的台风多维动态可视化系统的设计与实现[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(10): 1299-1305. doi: 10.13203/j.whugis20130669
HU Zihe, LIU Po, GONG Jianhua, WANG Qun. Design and Implementation of Multidimensional and Animated Visualization System for Typhoon on Virtual Globes[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(10): 1299-1305. doi: 10.13203/j.whugis20130669
Citation: HU Zihe, LIU Po, GONG Jianhua, WANG Qun. Design and Implementation of Multidimensional and Animated Visualization System for Typhoon on Virtual Globes[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(10): 1299-1305. doi: 10.13203/j.whugis20130669
参考文献 (29)

目录

    /

    返回文章
    返回