海量氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種海量氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊、圖形圖像顯示模塊；數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊相連；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)分析處理模塊相連；數(shù)據(jù)分析處理模塊和圖形圖像顯示模塊相連。本發(fā)明提供的系統(tǒng)擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的編輯模式，可以在單一的環(huán)境中完成多領(lǐng)域工作，包括數(shù)據(jù)建模、符號(hào)計(jì)算、數(shù)值計(jì)算、程序設(shè)計(jì)、技術(shù)文件、報(bào)告演示、算法開(kāi)發(fā)和仿真等功能，滿足從氣象院校到預(yù)報(bào)員和高級(jí)研究人員各個(gè)層次用戶的需要。
【專利說(shuō)明】海量氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)，具體涉及一種海量氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的多元化，作為社會(huì)公益服務(wù)的氣象事業(yè)，越來(lái)越受到人們的關(guān)注；大氣探測(cè)的手段的不斷提高，氣象要素也越來(lái)越多，數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，如何更加有效地利用這些數(shù)據(jù)，客觀地解釋這些數(shù)據(jù)，成為人們十分關(guān)心的問(wèn)題；計(jì)算機(jī)圖像、圖形技術(shù)的發(fā)展，憑借計(jì)算機(jī)的巨大處理能力，科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)能把海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖像、圖形呈現(xiàn)在人們的面前，為人們分析、理解數(shù)據(jù)、形成概念和找出規(guī)律提供了強(qiáng)有力的手段。目前，針對(duì)氣象數(shù)據(jù)計(jì)算和處理方面的可視化軟件在國(guó)內(nèi)還不多見(jiàn)，而國(guó)外一些常用的氣象繪圖分析軟件，要么功能不太齊全，要么操作過(guò)于繁瑣，給預(yù)報(bào)員和研究人員帶來(lái)許多不必要的麻煩。因此，研究和開(kāi)發(fā)界面友好、操作簡(jiǎn)單的“氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)”，將觀測(cè)及數(shù)值預(yù)報(bào)計(jì)算出來(lái)的大量氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理和三維圖形顯示，使氣象預(yù)報(bào)和研究人員能夠更直觀、更深入理解大氣演變信息，從而做出有效的天氣預(yù)報(bào)是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供海量氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)，本系統(tǒng)憑借計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和計(jì)算機(jī)圖像、圖形學(xué)基本算法以及可視化算法，把巨大數(shù)量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖像或圖形呈現(xiàn)在人們的面前，并允許通過(guò)交互手段控制數(shù)據(jù)的抽取和畫面的顯示，使隱含于數(shù)據(jù)之中不可見(jiàn)的現(xiàn)象成為可見(jiàn)，為人們分析、理解數(shù)據(jù)、形成概念和找出規(guī)律提供了強(qiáng)有力的手段。
[0004]“氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)”第一步是將全球氣象探測(cè)所獲取的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行各種變換和操作。對(duì)于科學(xué)數(shù)據(jù)，主要完成數(shù)據(jù)的過(guò)濾，使原始數(shù)據(jù)得到加細(xì)或增強(qiáng)，并將其轉(zhuǎn)換為合適可視化映射的表示形式。過(guò)濾操作主要包括插值、格式轉(zhuǎn)換等?？茖W(xué)數(shù)據(jù)是一種重要資源，對(duì)大規(guī)?？茖W(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理可以提高對(duì)數(shù)據(jù)的存取、分析與運(yùn)用能力，可以提高可視化系統(tǒng)的性能。
[0005]“氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)”第二步數(shù)據(jù)映射。數(shù)據(jù)映射是構(gòu)成可視化技術(shù)的核心，它將由數(shù)值模擬或物理測(cè)量產(chǎn)生的科學(xué)數(shù)據(jù)映射成可繪制出圖象的抽象可視化對(duì)象，包括幾何圖形元素、顏色、透明度等圖形形式?？茖W(xué)數(shù)據(jù)類型可以是標(biāo)量場(chǎng)、矢量場(chǎng)或張量場(chǎng)，可以是二維、三維或高維數(shù)據(jù)，可以是靜態(tài)的或隨時(shí)間變化的，可以是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)場(chǎng)或非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)場(chǎng)，可以定義在規(guī)則網(wǎng)格上或不規(guī)則網(wǎng)格上等等。針對(duì)不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以采用不同的可視化映射方法，即使對(duì)于同一數(shù)據(jù)類型，也可以采用不同的可視化映射技術(shù)，映射的結(jié)果可以是各種不同的圖形表示形式。可視化映射的目的在于以最有效的圖形表示形式來(lái)揭示科學(xué)數(shù)據(jù)中所隱含的物理現(xiàn)象?？梢暬成涞慕Y(jié)果通過(guò)圖形繪制技術(shù)來(lái)合成圖象。
[0006]“氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)”不僅包括與圖形的交互，還應(yīng)包括與數(shù)據(jù)的交互。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種海量氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊、和圖形圖像顯示模塊；數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊相連，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)分析處理模塊相連，數(shù)據(jù)分析處理模塊和圖形圖像顯示模塊相連，數(shù)據(jù)采集模塊和圖形圖像顯示模塊相連；所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括連接數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、區(qū)域選擇模塊、氣象要素選擇模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)檢驗(yàn)?zāi)K和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊包括數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊和數(shù)據(jù)瀏覽模塊，數(shù)據(jù)分析處理模塊包括數(shù)值計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)檢驗(yàn)?zāi)K和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊，圖形圖像顯示模塊包括地理信息庫(kù)模塊、繪圖特征管理模塊、繪圖模塊和圖形圖像顯示模塊；所述的繪圖特征管理模塊包括，繪圖精度選擇模塊模塊、二維、三維選擇模塊、底色顏色選擇模塊、要素值線條顏色選擇模塊；數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊相連；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)分析處理模塊通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊與數(shù)值計(jì)算模塊相連；數(shù)據(jù)分析處理模塊和圖形圖像顯示模塊通過(guò)數(shù)據(jù)分析處理模塊的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊與繪圖模塊相連；地理信息庫(kù)模塊與繪圖模塊相連并向它提供地理信息支撐數(shù)據(jù)；區(qū)域選擇模塊與地理信息庫(kù)模塊相連，并為它提供邊界數(shù)據(jù)，繪圖精度選擇模塊、二維、三維選擇模塊、底色顏色選擇模塊、要素值線條顏色選擇模塊分別與繪圖模塊連接，為其提供繪圖數(shù)據(jù)。
[0008]進(jìn)一步的，所述的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊將所獲取的ASC II碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顯示與繪圖所需的10進(jìn)制數(shù)據(jù)。
[0009]進(jìn)一步的，所述的數(shù)值計(jì)算模塊，根據(jù)天氣學(xué)原理、天氣分析原則、大氣物理機(jī)制、物理量場(chǎng)數(shù)據(jù)的連續(xù)性、時(shí)間場(chǎng)的連續(xù)性等對(duì)數(shù)據(jù)分析檢驗(yàn)，包括氣象算法計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)符號(hào)計(jì)算、無(wú)限精度數(shù)值計(jì)算，內(nèi)置計(jì)算命令。
[0010]進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析模塊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊數(shù)據(jù)類型包括標(biāo)量場(chǎng)、矢量場(chǎng)、張量場(chǎng)，或二維、三維、高維數(shù)據(jù)，或靜態(tài)數(shù)據(jù)、隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)，或結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)場(chǎng)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)場(chǎng)，或可以定義在規(guī)則網(wǎng)格上、不規(guī)則網(wǎng)格上的數(shù)據(jù)；繪圖模塊存儲(chǔ)有不同的可視化映射方法和數(shù)據(jù)映射分析模塊。不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用不同的可視化映射方法到繪圖模塊，即使同一數(shù)據(jù)類型，通過(guò)數(shù)據(jù)映射分析模塊也可能采用不同的可視化映射方法。
[0011]進(jìn)一步的，所述的精度要求包括:根據(jù)天氣分析要求所需的精度。例如等溫線是每隔4°c繪制一條還是每隔12°C繪制一條等等。
[0012]進(jìn)一步的區(qū)域選擇模塊經(jīng)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)到繪圖模塊，可選擇的項(xiàng)目有:所繪制的圖是二維還是三維、底圖邊界經(jīng)緯度值、是否顯示區(qū)域邊界。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明為氣象科學(xué)研究和分析進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算提供了一種全面的解決方案，并擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(如GRADS命令)的編輯模式。可以在單一的環(huán)境中完成多領(lǐng)域工作，包括數(shù)據(jù)建模、符號(hào)計(jì)算、數(shù)值計(jì)算、程序設(shè)計(jì)、技術(shù)文件、報(bào)告演示、算法開(kāi)發(fā)和仿真等功能，滿足從氣象院校到預(yù)報(bào)員和高級(jí)研究人員各個(gè)層次用戶的需要。
[0014]“氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)”是將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為氣象科學(xué)研究和分析進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(如GRADS命令)的編輯模式。
[0015]“氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)”是基于GIS、0PENGL語(yǔ)言特點(diǎn)，根據(jù)氣象領(lǐng)域的特點(diǎn)和數(shù)據(jù)資料分析，專門為氣象數(shù)學(xué)計(jì)算而開(kāi)發(fā)的專業(yè)化軟件。
[0016]“氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)”內(nèi)置數(shù)據(jù)計(jì)算建模，包括氣象算法開(kāi)發(fā)、科學(xué)數(shù)據(jù)符號(hào)計(jì)算、無(wú)限精度數(shù)值計(jì)算、創(chuàng)新的互聯(lián)網(wǎng)連接，內(nèi)置計(jì)算命令，數(shù)學(xué)和分析功能覆蓋幾乎所有的數(shù)學(xué)分支，如微積分、微分方程、特殊函數(shù)、線性代數(shù)、圖像聲音處理、統(tǒng)計(jì)、動(dòng)力系統(tǒng)等。
[0017]用戶通過(guò)“氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)”可以在單一的環(huán)境中完成多領(lǐng)域工作，包括數(shù)據(jù)建模、符號(hào)計(jì)算、數(shù)值計(jì)算、程序設(shè)計(jì)、技術(shù)文件、報(bào)告演示、算法開(kāi)發(fā)和仿真等功能，滿足從氣象院校到預(yù)報(bào)員和高級(jí)研究人員各個(gè)層次用戶的需要。
[0018]
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明；
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明的數(shù)據(jù)分析處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明的圖形圖像處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明的綜合結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0021]參照?qǐng)D1、2、3、4、5、6:—種海量氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊(I)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(2)、數(shù)據(jù)分析處理模塊(3)和圖形圖像顯示模塊(4);數(shù)據(jù)采集模塊(I)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(2)相連，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(2)和數(shù)據(jù)分析處理模塊(3)相連，數(shù)據(jù)分析處理模塊(3)和圖形圖像顯示模塊(4)相連，數(shù)據(jù)采集模塊(I)和圖形圖像顯示模塊
(4)相連；所述的數(shù)據(jù)采集模塊(I)包括連接數(shù)據(jù)庫(kù)模塊(11)、區(qū)域選擇模塊(12)、氣象要素選擇模塊(13)、數(shù)據(jù)接收模塊(14)、數(shù)據(jù)檢驗(yàn)?zāi)K(15)和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊(16)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(2)包括數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊(21)、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊(22)和數(shù)據(jù)瀏覽模塊(23)，數(shù)據(jù)分析處理模塊(3)包括數(shù)值計(jì)算模塊(31)、數(shù)據(jù)檢驗(yàn)?zāi)K(32)和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊(33)，圖形圖像顯示模塊(4)包括地理信息庫(kù)模塊(41)、繪圖特征管理模塊(42)、繪圖模塊(43)和圖形圖像顯示模塊(44);所述的繪圖特征管理模塊(42)包括，繪圖精度選擇模塊(421)、二維、三維選擇模塊(422)、底色顏色選擇模塊(423)、要素值線條顏色選擇模塊(424);數(shù)據(jù)采集模塊(I)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(2)通過(guò)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊(16)與數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊(21)相連；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(2)和數(shù)據(jù)分析處理模塊(3)通過(guò)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊(22)與數(shù)值計(jì)算模塊(31)相連；數(shù)據(jù)分析處理模塊(3)和圖形圖像顯示模塊(4)通過(guò)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊(33)與繪圖模塊(43)相連；地理信息庫(kù)模塊(41)與繪圖模塊(43)相連并向它提供地理信息支撐數(shù)據(jù)；區(qū)域選擇模塊(12)與地理信息庫(kù)模塊(41)相連，并為它提供邊界數(shù)據(jù)，繪圖精度選擇模塊模塊(421)、二維、三維選擇模塊(422)、底色顏色選擇模塊(423)、要素值線條顏色選擇模塊(424)分別與繪圖模塊(43)連接，為其提供繪圖數(shù)據(jù)。
[0022]所述的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊(21)將所獲取的ASC II碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顯示與繪圖所需的10進(jìn)制數(shù)據(jù)。
[0023]所述的數(shù)值計(jì)算模塊(31)，根據(jù)天氣學(xué)原理、天氣分析原則、大氣物理機(jī)制、物理量場(chǎng)數(shù)據(jù)的連續(xù)性、時(shí)間場(chǎng)的連續(xù)性等對(duì)數(shù)據(jù)分析檢驗(yàn)，包括氣象算法計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)符號(hào)計(jì)算、無(wú)限精度數(shù)值計(jì)算，內(nèi)置計(jì)算命令。
[0024]數(shù)據(jù)分析模塊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(33)數(shù)據(jù)類型包括標(biāo)量場(chǎng)、矢量場(chǎng)、張量場(chǎng)，或二維、三維、高維數(shù)據(jù)，或靜態(tài)數(shù)據(jù)、隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)，或結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)場(chǎng)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)場(chǎng)，或可以定義在規(guī)則網(wǎng)格上、不規(guī)則網(wǎng)格上的數(shù)據(jù)；繪圖模塊存儲(chǔ)有不同的可視化映射方法和數(shù)據(jù)映射分析模塊。
[0025]所述的精度要求包括:根據(jù)天氣分析要求所需的精度。
[0026]區(qū)域選擇模塊(12)經(jīng)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)(41)到繪圖模塊(43)，可選擇的項(xiàng)目有:所繪制的圖是二維還是三維、底圖邊界經(jīng)緯度值、是否顯示區(qū)域邊界。
[0027]所述的數(shù)據(jù)采集模塊的使用步驟是:
(1)系統(tǒng)主界面，
(2)通過(guò)連接數(shù)據(jù)模塊11連接數(shù)值中心數(shù)據(jù)庫(kù)，
(3)通過(guò)區(qū)域選擇模塊12交互式接收終端輸入的欲分析的區(qū)域邊界，
(4)通過(guò)選擇氣象要素模塊13交互式接收終端輸入的欲分析的氣象要素，
(5)通過(guò)數(shù)據(jù)接收模塊14根據(jù)給定的條件接收數(shù)據(jù)，
(6)通過(guò)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)?zāi)K15對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，
(7)通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊16將處理好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中。
[0028]所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊使用步驟是:
(O系統(tǒng)主界面，
(2)從本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)調(diào)入上述模塊16已處理好的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化模塊21并根據(jù)分析所需的要求進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，并存在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊22，
(3)需要時(shí)可以通過(guò)數(shù)據(jù)瀏覽模塊23瀏覽已經(jīng)儲(chǔ)存好的數(shù)據(jù)。
[0029]所述的數(shù)據(jù)分析處理模塊使用步驟是:
Cl)進(jìn)入系統(tǒng)主界面，
(2)連接以存儲(chǔ)好數(shù)據(jù)的本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)23，讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，
(3)通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算模塊31根據(jù)天氣學(xué)原理、天氣分析原則、大氣物理機(jī)制、物理量場(chǎng)數(shù)據(jù)的連續(xù)性、時(shí)間場(chǎng)的連續(xù)性等對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析檢驗(yàn)，
(4)通過(guò)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)?zāi)K32根據(jù)指定的繪制圖形圖像的要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析檢驗(yàn)，
(5)將分析檢驗(yàn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的增、刪、改、插處理，
(6)將檢驗(yàn)、處理好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于本地繪圖預(yù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)33中，為下一步繪圖做好數(shù)據(jù)源的準(zhǔn)備工作。
[0030]所述的圖形圖像顯示模塊使用步驟是: (1)進(jìn)入系統(tǒng)主界面，
(2)根據(jù)前面模塊12給定的條件，從地理信息庫(kù)41中調(diào)出地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，
(3)根據(jù)本次天氣分析的要求，從本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)33中調(diào)出欲分析的氣象要素的數(shù)值，
(4)根據(jù)本次天氣分析的要求，通過(guò)人機(jī)交換繪圖特征管理模塊42給出繪圖特征參
數(shù)，
(5)根據(jù)(2)、(3)、(4)給定的數(shù)據(jù)及參數(shù)，通過(guò)繪圖模塊43繪制二維或三維天氣實(shí)況或預(yù)測(cè)圖形，
(6)通過(guò)圖形圖像顯示模塊44圖形顯示，并提供圖形存儲(chǔ)、復(fù)制、剪切、縮放比例等功倉(cāng)泛。
[0031]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種海量氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集模塊(I)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(2)、數(shù)據(jù)分析處理模塊(3)和圖形圖像顯示模塊(4);數(shù)據(jù)采集模塊(I)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(2)相連，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(2)和數(shù)據(jù)分析處理模塊(3)相連，數(shù)據(jù)分析處理模塊(3)和圖形圖像顯示模塊(4)相連，數(shù)據(jù)采集模塊(I)和圖形圖像顯示模塊(4)相連；所述的數(shù)據(jù)采集模塊(I)包括連接數(shù)據(jù)庫(kù)模塊(11)、區(qū)域選擇模塊(12)、氣象要素選擇模塊(13)、數(shù)據(jù)接收模塊(14)、數(shù)據(jù)檢驗(yàn)?zāi)K(15)和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊(16)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(2)包括數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊(21)、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊(22)和數(shù)據(jù)瀏覽模塊(23)，數(shù)據(jù)分析處理模塊(3)包括數(shù)值計(jì)算模塊(31)、數(shù)據(jù)檢驗(yàn)?zāi)K(32)和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊(33)，圖形圖像顯示模塊(4)包括地理信息庫(kù)模塊(41)、繪圖特征管理模塊(42)、繪圖模塊(43)和圖形圖像顯示模塊(44);所述的繪圖特征管理模塊(42)包括，繪圖精度選擇模塊(421)、二維、三維選擇模塊(422)、底色顏色選擇模塊(423)、要素值線條顏色選擇模塊(424);數(shù)據(jù)采集模塊(I)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(2)通過(guò)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊(16)與數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊(21)相連；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(2)和數(shù)據(jù)分析處理模塊(3)通過(guò)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊(22)與數(shù)值計(jì)算模塊(31)相連；數(shù)據(jù)分析處理模塊(3)和圖形圖像顯示模塊(4)通過(guò)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊(33)與繪圖模塊(43)相連；地理信息庫(kù)模塊(41)與繪圖模塊(43)相連并向它提供地理信息支撐數(shù)據(jù)；區(qū)域選擇模塊(12)與地理信息庫(kù)模塊(41)相連，并為它提供邊界數(shù)據(jù)，繪圖精度選擇模塊模塊(421)、二維、三維選擇模塊(422)、底色顏色選擇模塊(423)、要素值線條顏色選擇模塊(424)分別與繪圖模塊(43)連接，為其提供繪圖數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海量氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊(21)將所獲取的ASC II碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顯示與繪圖所需的10進(jìn)制數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海量氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)值計(jì)算模塊(31)，根據(jù)天氣學(xué)原理、天氣分析原則、大氣物理機(jī)制、物理量場(chǎng)數(shù)據(jù)的連續(xù)性、時(shí)間場(chǎng)的連續(xù)性等對(duì)數(shù)據(jù)分析檢驗(yàn)，包括氣象算法計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)符號(hào)計(jì)算、無(wú)限精度數(shù)值計(jì)算，內(nèi)置計(jì)算命令。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海量氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)分析模塊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(33)數(shù)據(jù)類型包括標(biāo)量場(chǎng)、矢量場(chǎng)、張量場(chǎng)，或二維、三維、高維數(shù)據(jù)，或靜態(tài)數(shù)據(jù)、隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)，或結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)場(chǎng)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)場(chǎng)，或可以定義在規(guī)則網(wǎng)格上、不規(guī)則網(wǎng)格上的數(shù)據(jù)；繪圖模塊存儲(chǔ)有不同的可視化映射方法和數(shù)據(jù)映射分析模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海量氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)，其特征在于，所述的精度要求包括:根據(jù)天氣分析要求所需的精度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海量氣象數(shù)據(jù)三維可視化分析工具系統(tǒng)，其特征在于，區(qū)域選擇模塊(12)經(jīng)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)(41)到繪圖模塊(43)，可選擇的項(xiàng)目有:所繪制的圖是二維還是三維、底圖邊界經(jīng)緯度值、是否顯示區(qū)域邊界。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK103995896SQ201410248063
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】郝智文, 孫英杰, 岳江, 郭偉, 張?jiān)儡? 賀潔穎, 李芬, 田琳, 段一鳴 申請(qǐng)人:山西省氣象科學(xué)研究所