【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风场可视化展示
,特别是一种使用格点化风场数据驱动粒子系统模拟风场、通过烟雾运动形式展示风场可视化、在三维虚拟地球环境下真实、快速模拟多层次(宏观、中观、局部)风场的方法。
技术介绍
随着科学技术尤其是计算机技术的快速发展,传统可视化技术已经不能满足社会需求的快速提高,计算可视化成为了将科学计算数据转化为人们容易理解的图形或图像形式的主要手段,而且向着实时、交互、多维度、虚拟现实及网络应用等方向深入发展。地理信息系统(GIS)作为地理与环境信息可视化的最好载体,已经越来越被社会认知与接受,尤其是近年来兴起的三维数字地球技术,集合传统GIS功能与三维可视化技术,在许多领域使用日渐频繁,尤其是在气象应用上,常用于大气环境监控、灾害预报预警等,可以将海量气象原始数据经过分析、转化、整理、统计等手段,得到人们需要的结果,但由于大气环境的多变性、复杂性,使用怎样的方法在三维数字地球中对其进行动态展示,一直是研究的热点方向。目前常用的风场可视化展示方法大体包含以下两类:标量场可视化技术,如将二维网格分布的风场数据抽取出等值线,再对等值线进行取样插值平滑的等值线法。使用等值线法时通常搭配系列色板将各等值区域填充以便于使用者观看;矢量场可视化技术,例如使用简单符号如箭头标注风向,箭头长短表示风速的标注法;使用一组带有表示气流方向箭头的曲线构成流线图的矢量线法;将风场中的风矢量数据赋予粒子系统,控制其中的粒子运动,从而动态展示风场的粒子法;基于纹理的矢量场可视化算法,例如线积分卷积中的点噪声法、纹理卷积算法。但是,现有风场可视化技术普遍为二 ...
【技术保护点】
一种基于三维虚拟地球的风场可视化展示方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、气象自动站数据接入:服务端以气象局提供的气象自动站数据作为风场数据的数据来源,以符合NetCDF规范的数据格式,定时导入气象自动站数据;步骤二、风场数据格点化:获取的所述气象自动站数据为离散点数据,服务端将气象自动站离散点数据根据风场覆盖的可视化区域插值为风场格点数据;步骤三、用户交互响应:客户端根据用户交互操作从服务端下载指定时间与空间的风场格点数据;步骤四、风场可视化:客户端根据下载的风场格点数据驱动粒子系统,通过控制粒子在三维空间中的运动实现实时风场可视化。
【技术特征摘要】
1.一种基于三维虚拟地球的风场可视化展示方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤一、气象自动站数据接入:服务端以气象局提供的气象自动站数据作为风场数据的数据来源,以符合NetCDF规范的数据格式,定时导入气象自动站数据; 步骤二、风场数据格点化:获取的所述气象自动站数据为离散点数据,服务端将气象自动站离散点数据根据风场覆盖的可视化区域插值为风场格点数据; 步骤三、用户交互响应:客户端根据用户交互操作从服务端下载指定时间与空间的风场格点数据; 步骤四、风场可视化:客户端根据下载的风场格点数据驱动粒子系统,通过控制粒子在三维空间中的运动实现实时风场可视化。2.根据权利要求1所述的一种基于三维虚拟地球的风场可视化展示方法,其特征在于,在步骤一中,服务端定时通过数据导入接口连接气象自动站数据收集服务器,导入气象自动站数据,导入时间间隔与气象自动站记录更新间隔相适应;数据导入后按气象自动站记录时间戳划分批次。3.根据权利要求1所述的一种基于三维虚拟地球的风场可视化展示方法,其特征在于,在步骤二中,数据导入完成后触发风场格点数据生成,将获取的气象自动站离散点数据插值为覆盖所有可视化区域的风场格点数据;该方法与三维数字地球系统结合,风场格点在WGS-84坐标系下,以经纬度为单位进行划分,风场格点编号的确定方法为:将可视化区域以经纬度为单位,按四叉树规则分为若干等级,每个四叉树分块以nXn网格划分格点;设在任意分块内,经度最小值为Lontl,最大值为Lon1,纟韦度最小值为Latci,最大值为Lat1,格点经度间隔为Loni,格点纬度间隔为Lati,经度方向格点数为LonNum,纬度方向格点数为 LatNum,则 LonfiXoni — Lon0) /LonNum, Lati= (Lat1 一 Lat0) /LatNum,对于在风场格点数据范围内的任意位置Pos`x(lonx, Iatx),其经向编号LonNo= [ (1nx-Lontl)/Loni],讳向编号LatNo^aatfLat^/Lati],式中符号[]表示取整;将所述风场格点数据存储于服务端,当客户端需要时通过时间与风场格点编号获取任意风场格点数据。4.根据权利要求1所述的一种基于三维虚拟地球的风场可视化展示方法,其特征在于,在步骤三中,客户端根据数据时间与区域向服务端请求数据,数据时间由用户使用时间轴设置;数据区域由用户当前浏览区域确定,具体步骤为:首先由当前相机高度确定对应的四叉树数据加载等级,然后使用相机视景体与四叉树相交计算获取视野范围对应风场数据分块与格点行列范围,最后根据行列编号向服务端请求数据;客户端与服务端交互使用WCF数据服务,可根据网络环境需要选择...
【专利技术属性】
技术研发人员:廖福旺,陈金祥,陈强,林承华,林嘉,梁曼舒,
申请(专利权)人:国家电网公司,国网福建省电力有限公司,国网福建省电力有限公司电力科学研究院,
类型:发明
国别省市:
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