航天测控任务三维场景可视化的设计及实现

从航天测控任务三维场景可视化的需求出发，归纳航天测控任务三维场景的表现方式、数据组织结构和系统体系结构，探索航天测控任务三维场景可视化技术流程。着重研究三维地形生成技术、场景地物建模技术、场景融合技术和视点控制技术等关键技术。从场景数据组织、植被建模和纹理贴图三个方面优化场景。构建航天测控任务三维空间可视化平台，在实时数据的驱动下，实现了航天测控任务三维场景显示，为航天测控任务执行提供可视化技术支持。     

水污染实时可视化系统研究

当前水环境的不断恶化已成为我国环境保护的迫切问题.随着水监测数据的日益膨胀,利用科学可视化能有效地帮助认知和分析污染水流数据中的扩散特性和结构.然而,现有的流场可视化算法,仍然无法满足基于网络传播的大数据量水流的实时表达和交互分析的应用需求.利用螺旋线尺度不变性和渐变扩散的特点,提出了一种网络环境下的新的流场分层可视化系统方案.首先快速生成突出特征信息的整体流场表达图,然后在关键信息和参数调整下,定制生成进一步的可视化结果.实验表明,系统具有高效和灵活的渐进可视化机制,可满足网络环境下的矢量流场的实时表达需求,同时结合标量场的可视化技术,满足水污染可视化的应用需求.     

一种全球尺度三维大气数据可视化系统

气象数据具有时变、多源、多维度、数据量大和多尺度等特征,常规的气象数据可视化方法难以满足气象预报与气象研究中的需求.描述了一个新的全球尺度三维大气数据可视化系统——AVIS.系统实现了面向各类密度场、向量场、张量场和非空间数据的可视化方法,设计了适用于大气数据的球面体绘制和混合绘制方法.系统还实现了一套跨平台并行可视化及分析构架,支持在浏览器中或其他显示和交互设备上使用,并利用后端计算集群加速数据的计算与绘制过程.案例分析表明,该系统可以全方位地展现气象数据中的信息,帮助用户综合多种气象信息进行分析.     

分布式弹性搜索研究与实践

针对大数据量数据资源的简洁、快速搜索问题,深入研究了基于Lucene的分布式弹性搜索引擎ElasticSearch,简单分析了它的基本原理,详细描述了它的技术框架,并基于ElasticSearch搜索引擎,开发实现了公安信息资源整合与搜索系统,实现了大数据量信息资源的快速整合与一键式分布式准实时搜索,通过可视化监控界面,实时了解系统数据同步与搜索性能,为不断优化其性能奠定了坚实基础.     

一种面向VR多投影环幕设备的可视化结果显示方法

传统显示设备难以满足大规模复杂数据可视化结果显示的需求,而VR多投影环幕显示设备提供的沉浸式显示环境可以良好地应对复杂数据可视化显示的使用情景。提出一种面向VR多投影环幕设备的可视化结果显示方法,通过设计多投影环境中兼容2D与3D显示的渲染流程,解决了传统方法中出现的画面渲染模糊问题。同时,该方法通过3D运动模拟计算以及交互射线计算解决了在新渲染流程下的立体显示和交互坐标转换问题。实验结果表明,该方法有效地提高了多投影环境中可视化结果画面的清晰度,并支持立体显示与交互。     

雷电监测数据三维可视化技术研究

为研究满足目前气象行业需求特点的全国雷电监测数据三维可视化技术,实现雷电数据的二维与三维融合交互显示,采用面向对象语言Visual Studio .Net(C#)集成ArcEngine进行雷电监测数据三维显示系统的开发,解决雷电数据在二维及三维地图上的处理与显示问题。介绍ArcEngine组件的二次开发、地图数据的处理以及二/三维间雷电数据的交互显示方法。实验结果表明,采用上述方法构建的国家雷电监测数据三维显示系统能更好地满足实际业务需求,为防雷减灾等工作提供更直观的决策支持服务信息。     

硬件加速的大数据量自适应体绘制

利用树形结构和纹理映射技术,在普通微机上实现对大数据量体数据的实时交互.依靠八叉树结构和显卡的硬件加速功能,将体数据划分为不同精度的数据块,打破了大数据显示时显存与内存间容量和带宽的限制,通过交互策略动态遍历该树,实现对大数据量体数据多精度的绘制.实验结果表明,文中方法在普通微机上可以大于10帧/s的速度交互操纵GB级以上的体数据.该方法可有效地降低体绘制对于硬件的需求,使得在较低配置下对其交互成为可能.     

基于VTK的线框仿真组件实现技术

对刀位点数据进行实时、全交互的加工仿真是高档数控系统的基本功能需求。针对该需求,提出一种基于可视化工具箱(VTK)的数控加工线框仿真组件实现技术。通过动态插入刀位点构造并维护一个VTK标准数据集,利用VTK功能全面、性能优异的三维数据可视化引擎进行VTK数据管道的显示和交互。采用该技术的ActiveX组件已成功应用于基于工业以太网的新一代数控系统中。     

船载统一载波测控系统基带实时可视化综合监视系统

综合测控基带设备具备完成遥测、遥控、测距、测速、数传等测控业务功能,其传输的数据和状态具有格式类型多、数据量大、传输频率高等特点,因此研究提升基带设备数据和状态监视性能和效率具有重要意义;针对当前基带设备的数据和状态监视采用单一数值显示方式进行监视,且监视功能单一、数据监视显示方式不一致的情况,采用可视化监视方案设计一套综合监视系统软件,并使用MFC多线程技术实现测控数据的并行接收处理,采用面向对象设计方法编程实现软件;软件通过采集基带输入输出的数据、状态进行图表化显示,实现基带各类数据、状态的可视化监视和异常状态实时诊断,辅助岗位人员实时观察设备工作状态变化趋势和发现异常状态,及时做好应急准备;软件具有良好的易用性和可扩展性。     

城市出租车乘客出行特征可视化分析方法

可视化技术通过图形表现数据的内在规律，并可利用交互的形式实现数据的层次化展示，其在分析交通数据、发现交通问题以及辅助决策中扮演着越来越重要的角色。为了更加清晰、直观地展示城市出租车GPS轨迹数据传递的信息，解决因其数据量庞大和时空信息复杂而带来的分析难题，提出一种集成聚集可视化、特征可视化对出租车GPS轨迹数据进行可视化分析的方法。首先，通过数据处理得到可用于可视化的特征数据，而后对乘客上下车点进行聚集可视化，并利用多视图协同交互的方法对轨迹数据进行了特征可视化；最后，根据可视化结果对城市出租车乘客出行特征时空分布情况进行了分析。在此基础上，设计了一个交互式可视分析系统，并通过真实数据集案例验证了系统的有效性。     

大数据在交互设计中的应用研究

文章在信息社会背景下,研究大数据在与传统的交互设计模式的创新以及设计流程的变化,探究信息数据与交互界面、交互方式的相互作用,以及数据可视化设计在交互设计中的应用趋势。通过对比研究、案例分析的方法,在研究数字化、信息化和网络化的基础上,归纳出目前信息与交互设计领域有价值的实践和探索方式。研究显示,在目前大数据研究的背景下,我们的数据信息处理能力得到了提升,使信息与交互设计出现了全新的转变。一方面大数据技术需要通过交互设计来实现可视化的数据展现和更便捷的使用方式,另一方面,虚拟现实技术、新媒体技术的不断变革和发展,也需要通过大数据加持下的信息交互设计来从审美上、易用性上更为便捷地供人类使用。     

多分辨率GIS矢量数据模型构建与三维显示方法研究

本文提出一种GIS矢量数据多分辨率模型的构建、组织及三维显示方法。在数据预处理阶段,首先对原始矢量数据（点、线、面）进行简化处理,抽取出若干不同分辨率的矢量层次,然后将各个矢量层次分块,自底向上建立矢量数据的四叉树结构。在实时绘制阶段,在基于四叉树的视锥裁减和基于屏幕误差度量的分块选取基础上,采用多态调度矢量数据分块。实验结果表明,本文提出的矢量数据组织和调度算法能较好地解决矢量数据量大与计算机实时处理能力有限的矛盾,满足大规模矢量数据三维可视化系统实时绘制需求。     

ARM+FPGA设备的人机界面数据交互设计与实现

目前对装备检测设备的实时性、可视化的要求越来越高。嵌入式技术的应用,使检测装置变得可靠、实用和便携。本文在OMAPL138嵌入式结构和Linux系统下,应用QTouch组态软件进行检测设备人机交互界面的开发。重点设计和分析Linux系统下与FPGA模块的数据交互机制,从而满足实时信息通信和检测的人机交互需求。     

测控数据实时监测软件设计方法研究

测控数据实时监测软件是测控系统中的关键分系统之一,承担着大量测控信息的实时监视任务,由于其监测的数据具有信息量大、发送频率高、种类多样等特点,如何提升软件的性能和效率,成为了测控软件领域的一项重要课题;为实现该软件信息监测功能实时、全面、可靠,从软硬件平台、软件架构和算法设计等方面开展研究;采用多线程设计实现大量并行数据的接收,利用面向对象程序设计方法使数据处理层和展现层分离,对有曲线显示需求的数据存储方法进行了算法优化,从而实现软件的全面效能提升设计;设计的软件经实际环境测试,设计方法能够有效提升软件的效能,保证了测控数据监测功能的实时性和可靠性,增强了测控数据实时监测软件的数据承载能力;同时该方法设计的软件具有较好的可扩展性和可维护性。     

基于Web的PSE-Bio交互式可视化

PSE-Bio是一个基于Web服务面向生物信息学的问题求解平台。为了方便用户仅使用浏览器就能分析调用服务返回的结果,采用SVG技术实现基于WEB的可视化,设计了面向对象的统一可视化数据对象以封装调用不同Web服务返回的消息;设计了面向对象的可视化图形对象以利于交互可视化的实现;并用SVG脚本语言实现了用户与图形的交互以及可视化结果与服务的交互。实验结果表明,基于SVG的可视化方案能够满足生物信息数据的Web可视化需求。     

基于物联网的流动人口信息管理系统的设计与实现

针对流动人口实时获取监管信息难的问题,该文实现了一种基于物联网采集RFID信号的流动人口信息管理系统,使用已内置人员信息并能远距离感应的2.4G有源RFID卡替代原有纸质暂住证,利用GIS的二次开发完成对人员定位数据在地图层的绑定,通过GPRS远程传输交互定位信息实现显示与操作,完成了可视化地外来人口的实时监控与追溯。     

基于HBase和Hive的航班延误平台的存储方法

针对我国目前航班延误平台的移植难、可扩展性差,无法适应民航高速发展所带来的大数据量存储的现状,设计了面向大数据的跨平台、高适用性与高扩展性的航班延误平台。该平台以大数据工具LeafLet为可视化载体,在地图界面实时显示航班轨迹并将轨迹数据加载至HBase数据库中,并且利用信息摘要算法（MD5）重新设计与优化航班数据表的行键,以解决其递增的飞行时间特性产生的"热点"问题;针对HBase过滤器多级查询的缺陷,提出了基于SolrCloud的关联查询算法,利用SolrCloud实现对行键与索引字段的分层存储,从而实现HBase二级快速索引;最后在HBase的历史航班数据与飞行计划数据基础上,构建基于Hive的海量航班信息数据仓库。实验结果显示,航班延误大数据平台的可扩展性与搭建的航班信息数据仓库可以满足民航对数据集中统一存储的需求,而多条件查询的响应速度与无二级索引的集群相比提高了上百倍,并且这种优势随着航班数据量的增长愈发明显。     

基于扫描线种子填充的像素可视化技术

随着数据库技术的成熟和数据库应用的普及,存储在计算机内的数据量日益庞大,人们已经不满足于仅仅对数据进行管理,而希望能对数据进行分析,从大量的数据中发现知识或信息.面向像素的可视化技术凭借其可以有效分析和处理大规模数据库的特点脱颖而出.通过对几种经典可视化技术进行时间效率和显示效果的综合对比,提出一种将高效的扫描线种子填充技术与面向像素的数据可视化技术相结合的新算法,实现海量数据到颜色像素的一一映射并直观显示在构造的像素映射模型中,大大提高了像素可视化技术的算法效率,为宏观分析海量数据变化规律提供了指导.     

基于联邦增量学习的工业物联网数据共享方法

针对工业物联网（IIOT）新增数据量大、工厂子端数据量不均衡的问题,提出了一种基于联邦增量学习的IIOT数据共享方法（FIL-IIOT）。首先,将行业联合模型下发到工厂子端作为本地初始模型;然后,提出联邦优选子端算法来动态调整参与子集;最后,通过联邦增量学习算法计算出工厂子端的增量加权,从而使新增状态数据与原行业联合模型快速融合。实验结果表明,在美国凯斯西储大学（CWRU）轴承故障数据集上,所提FIL-IIOT使轴承故障诊断精度达到93.15%,比联邦均值（FedAvg）算法和无增量公式的FIL-IIOT（FIL-IIOT-NI）方法分别提高了6.18个百分点和2.59个百分点,满足了基于工业增量数据的行业联合模型持续优化的需求。     

基于Ajax4jsf的XML设计器

研究了一种支持网络化协同设计、满足不懂XML编程用户设计需求的XML设计器.重点考虑其实时、异步的信息交互能力,基于Ajax4jsf框架设计Web接口,为XML文档批量设计提供技术支持.由Ajax引擎在客户端处理用户请求,减少了多用户并发访问情况下的服务器载荷,通过异步模式获取数据,提升了用户的体验效果.基于模型驱动实现数据在数据库和XML文档间的双向映射,通过解析器DOM实现XML文档与其他应用程序的数据转换.开发了XML设计器的原型系统,并测试其信息交互性能.实验表明,所开发的XML设计器的实时异步信息交互能力有了一定的提高.