海洋数据可视化平台设计与实现

来源 :浙江海洋大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:chenshuae5b
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海洋数据来源广,数据种类繁多,具有很强的时空关联性和时空动态性。随着科学技术的不断发展,海洋数据的采集以及存储方法不断增多,获得的数据量以几何级数的速度不断增长。海洋数据的数据量庞大且数据格式繁杂,对海量原始数据的直接观察和分析,不利于对数据信息的发掘和数据资源的有效利用,易造成有用信息的丢失,而运用可视化的方式,可以很好的避免由此导致的数据资源浪费。目前,海洋数据可视化平台大多以Client/Server(C/S)结构为主,但C/S结构存在着开发资源和维护资源消耗高的问题,而且C/S结构的海洋数据可视化平台对于用户端也有一定的要求,严重限制了客户端的用户群体。此外还存在部分以Browser/Server(B/S)结构设计的web型可视化平台,但大多数的B/S型数据可视化平台功能单一,数据可视化分析功能存在不足。海洋数据种类多样格式繁杂,目前还没有对其有标准的分类定义。本文从ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)网站以及实际海洋数据中选取的海洋数据,并将海洋数据分成矢量、标量、多变量几种数据类型。选取CTD数据和有效波高数据作为标量数据代表,选取海面风场数据作为矢量数据代表,选取ADCP数据以及声层析数据几种典型海洋数据作为多变量数据代表。之后,了解选取数据现有的常用分析手段及可视化方法,根据标量数据只有数值大小的特征选择点线图和颜色映射法两种可视化方法,根据矢量数据方向特性选择标记法可视化方法,而多变量数据同时具有标量数据和矢量数据的特点,所以也可以同时使用两种数据的可视化方法。运用B/S型可视化平台的理念设计了数据可视化平台,以实现海洋数据可视化处理的网络化和海洋数据资源的共享。数据平台主体使用Java语言设计并编写主要代码,完成各功能层之间的连接以及各模块功能。但由于Java语言在数理方面的局限性,因此,在数据处理方面,根据前面总结的数据可视化方法,运用MATLAB实现海洋数据的可视化处理,再将MATLAB实现的数据处理程序模块化,实现海洋数据可视化功能。之后,总结现有的Java与MATLAB混编方法,根据实际情况选择并具体介绍COM Builder方法,成功实现可视化平台主体和MATLAB数据处理模块的拼接。最后阐述各模块功能具体的实现流程,完成数据可视化平台的建立。本文将实际海洋数据使用至设计的平台中,验证了平台的可靠性和实用性。实践表明该平台能够实现海洋数据可视化功能,达到对海洋数据可视化分析的目的。
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