吉林大学学报(地球科学版) ›› 2015, Vol. 45 ›› Issue (2): 584-591.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.201502207

• 地质工程与环境工程 • 上一篇    下一篇

河口海岸GIS时空过程可视化表达

张敏, 周云轩, 田波, 沈芳, 葛建忠   

  1. 华东师范大学河口海岸学国家重点实验室, 上海 200062
  • 收稿日期:2014-06-07 发布日期:2015-03-26
  • 通讯作者: 周云轩(1962-),男,教授,博士生导师,主要从事河口海岸遥感、LUCC研究,E-mail:zhouyx@sklec.ecnu.edu.cn E-mail:zhouyx@sklec.ecnu.edu.cn
  • 作者简介:张敏(1984-),男,博士研究生,主要从事地理信息系统应用研究,E-mail:upzhangmin@qq.com
  • 基金资助:

    国家"973"计划项目(2010CB951204);科技部国家重点实验室专项研究项目(2012KYYW02)

Study of Spatio-Temporal Process Visualization for Estuarine and Coastal GIS

Zhang Min, Zhou Yunxuan, Tian Bo, Shen Fang, Ge Jianzhong   

  1. State Key Laboratory of Estuarine and Coastal Research, East China Normal University, Shanghai 200062, China
  • Received:2014-06-07 Published:2015-03-26

摘要:

河口海岸带中一些随时间变化的三维海洋现象(如涡漩、锋面、水团等)的时空建模与可视化表达是海洋地理信息系统(MGIS)发展的一大难题。基于流体建模与可视化AVIZO Green技术,针对海洋连续场中的三维海洋现象,提出了基于特征的时空三域动态识别技术,设计并实现了面向主题应用的时空四维GIS可视化框架,能够有效表达三维海洋现象。以长江口海岸带涡漩、冲淡水、羽状锋和盐跃层为例进行三维动态可视模拟,直观再现了object-like型和field-like型海洋现象的时空演绎过程,为海洋现象仿真研究,尤其是多维、动态、边界模糊的复杂海洋现象的有效表达提供了一种新思路和方法。

关键词: 海洋GIS, 海洋现象, 三维可视化, AVIZO Green, 四维GIS, 河口海岸

Abstract:

The spatio-temporal modeling and visualization of certainthree-dimensional (3D)dynamic marine phenomena in estuarine and coastal waters, such as whirlpools, frontal, water mass, arevery challenging for the MGIS development. Based on the flow modeling and visualization technology of AVIZO Green, we present a spatio-temporal three-scale dynamic recognition technique for visualizing the 3D marine phenomena. We designed a theme-oriented four dimensional GIS (4DGIS) application framework to describe visually the 3D marine phenomena in continuous marine scenario. Whirlpools, fresh water fronts, plumes and salty pycnoclines in Yangtze Estuary are taken as examples in the visualization that demonstrates the spatio-temporal evolution of object-like and field-like marine phenomena. It provides a new approach for simulation visualization of marine phenomena, as well as expression of more sophisticated, multi-dimensional and dynamic marine phenomena.

Key words: Marine GIS, marine phenomena, 3D visualization, AVIZO Green, 4D GIS, estuarine and coastal

中图分类号: 

  • P208

[1] Chen X. Changjiang (Yangtze) River Delta, China[J]. Journal of Coastal Research, 1998, 14(3): 838-858.

[2] 朱建荣, 丁平兴, 胡敦欣. 2000年8月长江口外海区冲淡水和羽状锋的观测[J]. 海洋与湖沼, 2003, 34(3): 249-255. Zhu Jianrong, Ding Pingxing, Hu Dunxin. Observation of the Diluter Water and Plume Front of the Changjiang River Estuary During August 2000[J]. Oceanologic et Limnologia Sinica, 2003, 34(3): 249-255.

[3] 覃如府, 叶娜, 许惠平, 等. GIS 系统中多维海洋数据可视化研究[J]. 同济大学学报: 自然科学版, 2009, 37(2): 272-276. Qin Rufu, Ye Na, Xu Huiping, et al. Visualization of Multi-Dimension Oceanographic Data in Geography Information System[J]. Journal of Tongji University: Natural Science Edition, 2009, 37(2): 272-276.

[4] 陈勇, 何中发, 黎兵, 等. 崇明东滩潮沟发育特征及其影响因素定量分析[J]. 吉林大学学报: 地球科学版, 2013, 43(1): 212-219. Chen Yong, He Zhongfa, Li Bing, et al.Spatial Distribution of Tidal Creeks and Quantitative Analysis of Its Driving Factors in Chongming Dongtan, Shanghai[J]. Journal of Jinlin University: Earth Science Edition, 2013, 43(1):212-219.

[5] 冯杭建, 高锡章. 中国海岸带及近海观测数据多维动态表达[J]. 浙江大学学报: 理学版, 2010, 37(4): 482-488. Feng Hangjian, Gao Xizhang. Multi-Dimensional and Dynamic Representation on Marine Measured Data in Chinaps Coastal Zone and Offshore[J]. Journal of Zhejiang University: Science Edition, 2010, 37(4): 482-488.

[6] Zhang F, Li H, Liu J, et al. Research and Realization of Visual Digital Ocean System[J]. Marine Science Bulletin, 2011, 13(1): 87-96.

[7] 高锡章, 冯杭建, 李伟. 基于GIS 的海洋观测数据三维可视化仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2011, 23(6): 1186-1190. Gao Xizhang, Feng Hangjian, Li Wei. Study of 3D Visualization of Marine Measured Data Based on GIS[J]. Journal of System Simulation, 2011, 23(6): 1186-1190.

[8] 邵全琴. 海洋GIS 时空数据表达研究[D]. 北京: 中国科学院地理科学与资源研究所, 2001: 20-80. Shao Quanqin. Study on Marine GIS Spatio-Temporal Data Structure[D]. Beijing: Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research, CAS, 2001: 20-80.

[9] 周迪斌, 解利军, 郑耀. 基于纹理的增强型3D流场绘制[J]. 计算机辅助设计与图形学报, 2009, 29(3): 406-411. Zhou Dibin, Xie Lijun, Zheng Yao. Enhanced Texture Based 3D Flow Visualization[J]. Journal of Computer Aied Design & Computer Graphics, 2009, 29(3): 406-411.

[10] Weinkauf T, Theisel H, Hege H C, et al. Boundary Switch Connectors for Topological Visualization of Complex 3D Vector Fields[C/OL]. doi:10.2312/VisSym/VisSym04/183-192 Conference: VisSym 2004, Symposium on Visualization. Konstanz:[s.n.], 2004.

[11] Rew R, Davis G, Emmerson S, et al. The NetCDF Users' Guide, Version 3.6.1[M/OL]. University Corporation for Atmospheric Research, Boulder, CO. 2012-12-28.http:[C]//www.unidata.ucar.edu/packages/netcdf (3, 3.3, 2). 2005.

[12] 苏奋振, 周成虎, 刘宝银. 基于海洋要素时空配置的渔场形成机制发现模型和应用[J]. 海洋学报, 2002, 24(5): 46-56. Su Fenzhen, Zhou Chenghu, Liu Baoyin. A Spatio-Temporal Pattern Extracting Model for Fishing Ground[J].Acta Oceanologica Sinica, 2002, 24(5): 46-56.

[13] Weiskopf D, Schafhitzel T, Ertl T. Texture-Based Visualization of Unsteady 3D Flow by Real-Time Advection and Volumetric Illumination[J]. IEEE Trans on Visualization and Computer Graphics, 2007, 13(3): 569-582.

[1] 曹成刚, 谭 俊, 贾玉山, 方永坤, 石凯章, 黄碧云, .

沙丘覆盖区深部三维可视化找矿预测应用——以祁漫塔格那陵郭勒河西铁多金属矿为例 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(2): 417-437.

[2] 郑国磊, 徐新学, 李世斌, 袁航, 马为, 叶青. 天津市重力数据反演解释[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(4): 1221-1230.
[3] 叶润青, 牛瑞卿, 邓清禄, 张良培, 赵艳南, 吴婷, 江齐英. 基于多源数据三维可视化集成的高切坡解译[J]. J4, 2012, 42(1): 161-168.
[4] 孙先达,王璞珺,索丽敏,张民志,路杰. 松辽盆地火山岩储层三维可视化描述[J]. J4, 2007, 37(6): 1272-1278.
[5] 宫辉力,潘 云,李小娟,赵文吉. 地下水流场三维可视化研究进展与前景[J]. J4, 2007, 37(2): 384-392.
[6] 张新宇,肖克炎,刘光胜,揣媛媛. 阿舍勒铜矿可视化储量计算的指示克里格法应用研究[J]. J4, 2006, 36(02): 305-0308.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 尤敏鑫,刘建民. 同位素地球化学在峨眉山大火成岩省研究中的应用现状与进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(4): 1231 -1243 .
[2] 杨春梅, 李洪奇,陆大卫,张方礼,高 原,邵英超. 不同驱替方式下岩石电阻率与饱和度的关系[J]. J4, 2005, 35(05): 667 -671 .
[3] 祝洪臣,张炯飞,权 恒. 大兴安岭中生代两期成岩成矿作用的元素、同位素特征及其形成环境[J]. J4, 2005, 35(04): 436 -0442 .
[4] 朱建伟, 赵刚, 刘博, 郭巍, 成俊. 油页岩测井识别技术及应用[J]. J4, 2012, 42(2): 289 -295 .
[5] 陈力,梁海安,张文娟,荣帆. 模糊数学方法在城市工程地质环境区划中的应用--以抚顺市城区为例[J]. J4, 2008, 38(5): 837 -0840 .
[6] 高桂梅,苏 克,王文颖,甘树才,刘招君. 吉林省桦甸油页岩中稀土元素和微量元素的研究[J]. J4, 2006, 36(6): 974 -0979 .
[7] 吴孔运,蒋忠诚,叶 晔. 不同植物群落对灰岩试块溶蚀速率的影响[J]. J4, 2007, 37(5): 967 -0971 .
[8] 周彦章,迟宝明,刘中培. 山东夏甸金矿床充水机理构造控制模式[J]. J4, 2008, 38(2): 255 -0260 .
[9] 张渊,刘连登,孙景贵,陈国华,张洪喜,闫复传,杨开春. 胶东西北部黄埠岭金矿床两期次叠加成矿[J]. J4, 2008, 38(1): 21 -0026 .
[10] 鲁程鹏, 束龙仓, 苑利波, 张蓉蓉, 黄币娟, 王彬彬. 基于示踪试验求解岩溶含水层水文地质参数[J]. J4, 2009, 39(4): 717 -721 .