量變氣象體數(shù)據(jù)的可視化技術(shù)研究.pdf

1、氣象數(shù)據(jù)的可視化是可視化技術(shù)應(yīng)用的一個重要方向。本文以時變颶風(fēng)體數(shù)據(jù)為研究重點，開展氣象體數(shù)據(jù)的可視化技術(shù)研究。颶風(fēng)本身是一個涉及因素眾多，且隨時間推進(jìn)不斷演化的氣象災(zāi)害，人類采集或模擬生成的颶風(fēng)數(shù)據(jù)通常是一種典型的時變、多屬性類型數(shù)據(jù)，常見的各種屬性包括：溫度、氣壓、風(fēng)力、風(fēng)向、濕度、云量、降雨量等等。將可視化技術(shù)應(yīng)用于氣象領(lǐng)域，使得原本復(fù)雜、晦澀難懂的氣象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成了直觀的二維和三維圖像，極大地幫助了氣象工作者分析氣象數(shù)據(jù)和在短時間

2、內(nèi)作出準(zhǔn)確的判斷。然而，颶風(fēng)數(shù)據(jù)所具有的多屬性、時變特性對可視化技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)--一方面，數(shù)據(jù)的時間屬性要求可視化技術(shù)具有分析處理動態(tài)特性的功能；另一方面，其所包含的多種屬性又要求系統(tǒng)能夠同時捕捉它們各自的信息以及它們之間的相互關(guān)聯(lián)。
　　 本文的主要工作在于建立了一個可以應(yīng)用于颶風(fēng)數(shù)據(jù)繪制及分析處理的可視化平臺系統(tǒng)。由于颶風(fēng)數(shù)據(jù)的本身特性，我們面臨的第一個問題是如何處理海量的數(shù)據(jù)。對此，本文提出了一種針對時變、多屬性體數(shù)據(jù)

3、的壓縮算法。為了保持?jǐn)?shù)據(jù)精度，我們的壓縮算法適用于浮點型數(shù)據(jù)。算法通過兩個子階段分別處理體數(shù)據(jù)的空間一致性和時間一致性。經(jīng)過數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)化、空間八叉樹的建立、空間預(yù)測、編碼以及LZO壓縮等幾個步驟，我們在保持了數(shù)據(jù)精度的前提下，取得了較高的壓縮比。在解壓繪制端，本文采用GPU并行處理的方式實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的快速解壓縮，從而使得繪制效率達(dá)到了交互甚至實時的水平。
　　 在上述工作基礎(chǔ)上，本文應(yīng)用了“重要性驅(qū)動”的方法對颶風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了可視分