多维时序体数据可视化软件平台论文.pdf

浙江大学硕士学位论文多维时序体数据可视化软件平台姓名:徐若哲申请学位级别:硕士专业:计算机应用技术指导教师:林海 201201 浙江大学硕士学位论文摘要摘要多维时序数据可视化是科学计算可视化的重要研究方向。多维时序数据的来源非常广泛,如实地采集和计算机仿真模拟等。时序数据由于它的数据量大、不直观等特点,很难被有效地认知。可视化技术通过计算机图形学的方法,将数据转换成图像,有助于领域专家认识数据的动态变化过程、了解数据内部的特征, 从而推动各个学科的发展。比较常见的多维时序数据有气象数据、仿真地质时序数据、计算流体力学数据等。时序飓风数据包含温度、风速、气压等属性,飓风数据可视化有助于短时气象预测、灾害预防等。仿真地质时序数据包含地质的拓扑结构等属性信息,可视化技术有助于地震预测、石油开采等的研究。本文主要针对地质仿真时序数据,研究多维时序数据的可视化方法,并通过工程实现验证可视化方法的有效性。研究内容主要分为两部分。一部分是通用的多维时序数据可视化方法,如时序体数据的绘制、传输函数的设计等,并设计高效的算法使程序满足实时性的要求。另一部分则是针对地质仿真时序数据的特性,实现一系列可视化的工具、以及特征提取方法。这方面的工作包括数据的预处理与简化、特征提取、以及针对该领域的一些相关可视化方式。本文的工作基于组内的Voxer可视化平台。Voxer是基于模块化方式搭建的可视化平台。可视化平台的构建具有很大的意义。一方面,借助Voxer平台,可以将新的理论和技术转换成产品,对分析理论和技术的可行性很有帮助。另一方面,平台是对原有技术的积累,前人的工作可以通过平台保留下来,使成果能够传承下来。本文参与了Voxer平台的设计和开发,并对Voxer平台进行扩展,使它能够支持多维时序数据的可视化。并使用地质仿真数据的实际案例,实现多维时序数据可视化的各个模块,并设计合适的可视化流程,验证平台的通用性和可扩展性。关键词: 时序数据,多属性,可视化,体绘制,仿真数据,软件平台 Abstract Multidimensional time—varymg datavisualization is allimportant research areain kinds oftechniques call produce multidimensional time-varying data,such aS sensors and scientific time-varying data arelargeand not intuitive,it isdifficult forexperts thehelp puter graphics,scientific visualization converts datainto twodimensionalimages, andhelps domain experts studydynamic aspects andinternal structures , it callcontribute tothedevelopment ofmany colnlllon multidimensional data areweather data,simulation geology data,putational fluid dynamics simulation —varying hurricane data include attributessuch aS temperature,wind data visualization isuseful in instantweather forecaStand geology data include attributes such as topological data visualization isuseful in earthquake prediction and oilprospecting. Thispaper mainly focuses onsimulation geology visualization methods inmultidimensional time—varying dataand use geology simulation data t