基于脚本语言的海洋数据处理与可视化研究
1998年，Argo计划由美国等国家的气象气候、海洋科学等领域的专家推出，这一计划的全称为“ARGO全球海洋观测网计划”，目的在于获取海量的、准实时的、高分辨率的海洋次表层观测数据，以此来提升对全球气象灾害的预报能力。目前，经Argo计划所获得的温度、盐度、密度等海洋数据的体量已经可以构成全球区域范围、较高分辨率的海洋体数据场。充足海洋观测数据的获得，使得海洋体数据场可视化拥有足够的数据基础得以发展。目前，海洋体数据场可视化已经成为三维数据场可视化技术与海洋科学学科相交叉的一个新兴研究领域，在海洋科学研究、气候气象预报、渔业等领域都有着广阔的应用前景与发展空间。本论文针对Argo数据及其他格式的海洋数据，从科学可视化的角度出发，结合脚本语言Python，重点研究设计能够支持快速开发与应用扩展的海洋数据可视化系统。本论文所做的主要研究工作以及创新点包括: 1、调研了Argo全球海洋观测网计划的国内外发展现状，并基于脚本语言Python的第三方开源库GDAL，设计了针对Argo数据及其他主流数据格式的海洋数据的同一化快速读取处理方案。 2、调研了解科学可视化的相关概念，以及当前国内外科学可视化领域的研究进展。 3、调研脚本语言，并分析使用脚本语言对海量海洋数据进行处理并可视化的可行性。 4、调研了脚本语言Python的各种可视化库，并在现有可视化库的基础上加以改进，使之适合于海洋可视化的应用。 5、调研了目前在可视化技术领域应用较为成熟的医学可视化分支，并在借鉴医学可视化的基础上，基于脚本语言，设计出适用于海洋体数据可视化的立体切片应用平台。立体切片法，一种介于二维与三维（体绘制）之间的可视化方案。该可视化方案的设计将医学研究者对人体采用三维虚拟切割技术，从而确定病灶的方案适用于海洋科学研究领域，使海洋研究者能够对指定经纬度范围的海洋次表层进行三维切割，从而直观、立体、有效的去研究海洋的“病灶”，获得依靠传统手段难以观测分析得出的海洋信息。 6、基于脚本语言、MVC架构，设计出一个面向多源海洋数据的数据可视化软件平台，该系统平台整合以上研究成果，不仅支持对多源海洋数据的数据格式转换、数据区域切割，同时还支持对多源海洋数据的二维、三维可视化，例如，等值线可视化、等值面可视化、矢量箭头可视化、分布图可视化、体绘制可视化、体数据立体切割可视化，从而为海洋研究者提供灵活易用的综合应用工具。
海洋数据可视化系统;脚本语言;气象灾害预报能力;海洋观测网
中国海洋大学
硕士
测绘工程
田丰林
2015
中文
P714;TP274
68
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）