AVSExpress开发气象三维可视化系统.pdfVIP

AVS／Express开发气象三维可视化系统 普业王鹏飞徐予红 (中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室，北京100029) 海洋模式(LICOM)计算的数据进行了三维可视化处理。可视化技术应用于气象数据处理， 将大量的模式计算和观测气象数据，通过科学计算可视化的手段显示出来，可以使研究 者通过模拟的结果对研究过程有更深层次的认识，从而进一步激发研究者的科学发现能 力。借助AVS开发的可视化系统，可以加快可视化功能的开发速度，提高可重用性和可 ’ 移植性。 关键词AVS气象数据三维可视化 1．概述 气象数据一般是一个五维场，包括空问三维场、变量以及时间场。数据量十分庞大。 开发气象三维可视化系统的目的在于将三维可视化技术应用于气象数据，实现气象数据 的三维可视化显示，为气象领域的研究人员提供一个直观的气象数据可视化分析环境，即运 用图形、色彩和动画来表示气象数据，便于研究人员直观地进行分析，研究。 输出资料进行可视化处理。在Windows平台上实现数据的三维及二维可视化显示，能够为气 象研究人员提供观察数据发生演变过程的手段和数值分析工具，让气象研究人员更方便，准 确地进行分析，研究。 2．高级可视化开发环境(AVS)简介 Visual 高级可视化软件系统AVS(Advanced 向对象的、可视的开发工具，能够建立可重复使用的对象、应用程序组件和复杂的数据可视 化应用程序。 AVS支持多种操作系统， 环境，既可以利用AVS本身提供的功能进行开发，也可以由使用者按照自己的需要进行扩充。 图l 394 AVS有三种使用方法，分别是网络编辑器(Network 脚本语言以及API编程。我们主要使用网络编辑器的流程图方式，它使我们能够利用AVS 组件组织进库中。AVS／Express提供下列库： 数据可视化软件包——数据可视化对象使你能够阅读、管理、改变和分析多维、多变量 数据。除了它的许多模块以外，数据可视化工具箱还包括创建新的可视化对象的API。大多 数数据可视化对象带有前缀“dv”。 图象处理软件包——图象处理对象使你能够阅读多频段图象数据，有40多个图象处理 函数(例如blend，edge，dilate和fit)。大多数图象处理对象带有前缀“ip”。 图形显示软件包——图形显示对象使你能够建立交互的2D和3D图形显示应用程序。图 形显示工具箱提供预建的数据显示器，用户能够修改使用或进行定制。大多数图形显示对象 有前缀“gd”。 标注和图形化对象软件包——标注和图形化对象使你能够建立多维数据的复杂图形。标 注和图形化对象包括标题、箭头、圆、图表(例如条图，饼壮图，阶梯图)、图例和数轴。大 多数的标注和图形化对象都带有前缀“ag”。 远程关系数据库中的数据。大多数的数据库对象都带有前缀“db”。 用户界面接口软件包——用户接口对象使你能够建立平台独立的图形用户接口。用户接 以用鼠标交互修改用户接口。大多数的用户接口对象带有前缀“ui”。 AVS5模块。 如图1所示为网络编辑器(NetworkEditor)的主界面，它包括菜单、模板库和用户编 程库。主(Main)库页中包含数据输入／输出(Data 几何体(Geometries)、域映射器(Field Mappers)、显示器(Viewers)等子库。 预定义的应用程序组件来处理、显示和管理数据。我们在网络编辑器中通过连接、装配对象 和应用程序组件控制数据，并对它们进行处理和显示。也可以对这些对象进行编译和打包， 甚至添加一个用户接口以创建一个完整的应用程序，并且这个应用程序可以作为一个独立存 在的应用程序被分发。 3．可视化软件开发 境的网络编辑器中，我们可以用交互方式、非常容易地快速生成自己的可视化应用程序。AVS 以流程图方式显示使用者的应用程序结构，可以在其中图形式地连接对象、调用模块，从而 组建一个可视化网络。这个可视化网络可以做为一个应用程序或对象被保存、重复使用或修 改，从而大大提高了开发应用程序的工作效率。在网络编辑器的开发环境中，可以利用鼠标 拖动和投放灵活