基于分布式数值模拟结果的可视化

VTK是一个基于对象的三维重建方面的软件系统,其应用日益广泛。在对数值模拟软件进行开发时,需要对曲线、等值线、三维场等结果数据进行可视化。文中将针对大规模分布式数值模拟时的实时可视化问题,通过客户端广播可视化信息,服务器分别用数值模拟结果进行计算得到VTK文件,并将结果传回客户端,客户端将得到的数据进行合并,最后对其进行可视化并得到切线图像。结果表明,该可视化方法可以在较少影响数值模拟过程的情况下实现实时可视化。     

应用VisIt开发数值模拟后处理模块

在某数值模拟可视化平台研制中,需要对不同专业软件产生的数值模拟结果进行统一管理和可视化。应用开源可视化组件VisIt开发了数值模拟后处理模块并将其嵌入可视化平台。首先对VisIt的结构和功能进行了简介。之后,介绍了对VisIt的二次开发过程和后处理模块的应用。对于VisIt不能直接支持的结果文件,将数值模拟结果文件中的数据进行提取和格式重写或进行文件格式的转换,使得各数值模拟结果均可在后处理模块中进行多物理场的统一可视化分析。给出了个数值模拟结果在后处理模块中的可视化效果。应用表明,该后处理模块读取数据准确,可视化效果好,较好地满足了系统需求。     

大规模科学可视化的数据流网络优化分析

对大规模科学数据的分析与理解最终要依赖于可视化手段来完成,数据的存储与组织方式是影响可视化效率的关键因素,特别是集成大量可视化与数据分析功能的大规模并行分布式可视化与数据分析系统、可视化流程及数据流网络中所需要的优化手段对数据的存储与组织提出更高的要求.通过分析针对大规模数据可视化所采用的方式方法总结对数据及相关信息的存储与组织需求,借助高效的数据组织方式加快科学可视化过程.     

JaVis系统中的多分辨数据组织与交互可视化

随着高性能计算机以及相关软硬件技术的飞速发展,数值模拟的规模越来越大,置信度越来越高,其产生的数据场规模亦越来越大、越来越复杂,需要更高级的科学计算可视化方法分析这些数值计算结果.然而,针对目前的TB级以及更大规模教据场,可视化的交互性能迟滞落后,成为阻碍数据分析的重要因素.如何提高可视化分析的交互速度,减少数据场的I/O处理是目前可视化系统必须解决的重要问题.多分辨技术是解决大规模数据场交互可视化的重要手段之一.自研发的大规模并行分布式数据分析与可视化系统JaVis采用多分辨技术提高数据可视化的交互速度,其中实现的关键技术如下:多分辨数据的组织、多分辨控制插件的生成、多分辨率层次切换技术等,并利用物理科学数据进行了性能及可靠性测试.     

并行应用程序的远程实时跟踪可视化系统的设计及实现

并行应用程序的远程实时跟踪可视化技术通过实现对并行应用程序的实时监控，帮助科研人员更进一步地了解和控制并行数值模拟的计算过程．介绍一个面向并行应用程序的远程实时跟踪可视化系统．该系统远程实时访问运行在分布存储并行机上的并行程序中的变量，将计算的中间结果实时地显示在客户端图形工作站上，从而实现程序的远程实时跟踪．从设计目标、体系结构及其实现等几个方面来介绍该系统，着重讲述该系统中的核心部分——数据传输模块的实现，详细阐述该模块实现过程中所采用的分布类型数据的位置索引及同步访问机制等关键技术．     

复杂区域流场计算的驾驭式可视化软件开发

本文将流体力学计算技术和可视化技术有机地结合起来，开发了用于三维复杂区域流场数值模拟的驾驭式可视化软件，该软件不仅具有跟踪式可视化功能，即在程序运行过程中以图形方式显示并输出所有中间计算结果，而且具有在不止计算的情况下对计算进程进行控制的驾驭式可视化功能。，     

大规模数值模拟数据的多分辨组织

大规模数值模拟数据对可视化分析提出了挑战,本文研究如何将大规模数据组织成多分辨的形式以提高大规模数据可视化的交互性能。鉴于大规模数值模拟剖分的数据块粒度与可视化分析优化的I/O粒度不匹配,本文提出了I/O优化的多分辨数据组织算法,并实现了多层存储与多级存储两种存储方案。使用实际的大规模数据进行了测试并取得了很好的效果。     

宇宙数值模拟中可视化方法概述

数值模拟是宇宙学中重要的研究方法,可以帮助科学家了解宇宙演化过程和验证理论模型.可视化是分析模拟数据最有效的手段之一,通过对模拟数据的可视化和交互式探索可以极大提高科学家的分析效率.随着超级计算机的发展和宇宙学理论的不断完善,数值模拟的规模越来越大并且精度越来越高,这对可视化产生了多种分析需求和数据处理挑战.本文概述了宇宙数值模拟中可视化的主要方法,并且通过多个研究案例展示了可视化方法在宇宙模拟数据分析中的作用.最后,本文总结了当前研究的热点和面临的挑战.     

辐射流体力学计算结果的可视化处理

针对激光惯性约束核聚变主要物理过程,其中包括电子热传导、辐射输送等现象的数值模拟作了概括性描述。对辐射流体力学数值模拟结果的后处理问题,采用科学计算可视化的方法,通过C++与Matlab混合语言编程技术实现对辐射流体动力学数值模拟结果的可视化显示。对提高数值计算结果的分析效率,改善分析计算的工作环境有积极的意义。     

二维复杂向量场可视化方法研究及应用

向量场数据广泛存在于科学和工程计算中,面当前缺少和有效的复杂向量场可视化方法,使得在一些研究领域中计算出来的数据无法得到很好的理解和使用。通过分析点噪声方法和非定常网格数据场的特点,提出适用于二维非定常网格数据折可视化方法;非定常点噪声方法。该方法主要解决变化网格及数据时间精度不足带来的问题,通过对惯性约束聚变的数值模拟数据进行可视化,取得了令人满意的结果,结果表明该方法是一种对复杂向量场有效的可视化方法。     

可视化系统前端数据管理系统设计与实现

在可视化系统的实际应用中,输入数据的管理是关键性的问题。文中对以往的可视化系统的前端数据管理存在的问题进行了分析,提出了新的数据管理方案。为了验证笔者的方案,该文针对MM5气象模式的数据输出实现了一个数据管理系统(DMS)。     

JADLib-科学计算数据高层I/O软件库

JADLib是为满足大规模复杂结构数据的存储与共享需求而研制的科学数据I/O软件库。其目标是设计并实现管理科学计算网格数据的数据存储模型,支持多种复杂结构数据的表示与操作,应用程序接口直观、易掌握,文件格式统一、可直接可视化,提供并行I/O、数居子集访问、压缩存储等高性能存储机制,支持多类科学计算程序跨平台使用,目前已应用到惯性约束聚变、高功率微波、计算流体力学、材料科学等多个研究领域中。实际应用表明,JADLib对于解决数值模拟软件数据存储及后处理分析所面临的I/O效率与组织管理问题具有很好的应用效果。     

地热资源管理信息系统的设计与实现

地热资源是一种宝贵的清洁能源。为了地热资源开发和管理的科学性,实现地热资源的可持续开发利用,该文设计并实现一个集办公自动化、MIS、三维、2.5维、二维GIS于一体,集成地热各种评价和预测模型,实现地热资源数据的采集、处理、表达、解释、分析和决策的混合型(GIS)地理信息系统。     

Exploring scientific information for policy making under deep uncertainty

Each actor evaluating potential management strategies brings her/his own distinct set of objectives to a complex decision space of system uncertainties. The diversity of these objectives and uncertainties requires detailed and rigorous analyses that respond to multifaceted challenges. The utility of this information depends on the accessibility of scientific information to decision makers. This paper demonstrates data visualization tools for presenting scientific results to decision makers in two case studies, La Paz/El Alto, Bolivia, and Yuba County, California. Visualization output from the case studies combines spatiotemporal, multivariate and multirun/multiscenario information to produce information corresponding to the objectives and uncertainties described by key actors. These tools can manage complex data and distill scientific information into accessible formats. Using the visualizations, scientists and decision makers can navigate the decision space and potential objective trade-offs to facilitate discussion and consensus building. These efforts can help identify stable negotiated agreements between different stakeholders.     

面向FAST科学数据管理系统平台的设计与实现

为了对大规模脉冲星及暂现源数据处理技术运用研究的突破,为国家大科学工程FAST实现提供有效的技术支持,加速在脉冲星和暂现源科学研究方面科研成果的产出。尽可能详细记录脉冲星科研数据处理结果,解决数据分析处理过程、科研结果不便于管理、共享等问题。FAST早期科学数据中心设计开发了面向FAST的脉冲星科学数据管理平台。讨论了系统平台的架构设计、功能设计和数据设计,解释了关键技术手段,展示了相关重要功能的实现。基本建成面向FAST科学数据管理平台(http://psrcat.net/),实现了FAST天文望远镜数据资源及相关基础数据资源的科学存储管理,实现了候选体数据与已知脉冲星比对分析和数据可视化展示,收录了来自FAST的优质候选体记录141条,已知脉冲星数据记录2700条,望远镜设备数据20条,相关数据有望为FAST开展新脉冲星搜寻项目制定巡天计划、认证提供数据支撑。     

区域地震速度模型分析与应用系统的实现

为有效地管理地震速度数据,方便灵活地进行模型分析,并直观地以模型的形式反映地震速度在各个区域内的分布情况,“区域地震速度模型分析与应用系统”基于MapGIS-TDE平台的三维建模技术,应用属性建模和结构建模两种方式,使用插件技术完成地震速度数据的录入、管理、输出和三维可视化分析功能,该系统提供了方便快捷的地震速度模型（包括层速度模型和叠加速度模型）的分析功能和高效的地震速度数据管理功能。     

天津滨海新区浅层地温能开发模拟系统研究

该文以地质模型为基础,基于GIS等技术,研制开发的浅层地温能开发利用模拟软件,通过该软件,可以进行地温信息查询、地温能利用前景预测、施工管理等功能。提出相应的开发利用指导结果,以专业数据直观化(即大众化、可视化)输出,为开发利用方提供热能情况及循环利用建议等,是适用于相关政府管理部门实施管理和相关开发产业使用的工具。     

基于IDL的遥感水文时空序列数据可视化分析系统开发与应用

遥感水文模型的输入和输出数据中含有大量的具有时间和空间序列的图像数据。通过可视化分析,可以找出这些数据中隐含的规律。目前遥感水文时空序列数据可视化分析的各个过程相互分离,分析效率比较低,因此基于IDL(Interactive Data Language,交互式数据语言)进行了遥感水文时空序列数据可视化分析系统的开发,并将其应用于EcoHAT(Ecohydrological Assessment Tools,生态水文评价系统)系统的数据分析。利用IDL强大的图像处理和数据计算能力,实现了遥感水文时空序列数据管理、图像显示和图表绘制等功能,使得海量遥感水文数据得到了更高效的利用。     

基于SSM框架的社区环境数据可视化系统

为了更高效地对社区的环境数据进行管理和直观的展示,提高社区管理系统的使用效率,该文以PM2.5、O3、SO2等社区的环境数据为对象,基于Spring,SpringMVC和Mybatis框架设计了社区环境数据可视化管理系统.前端以Bootstrap为框架,ECharts作为可视化组件实现系统的主要功能.结果表明,该数据可视化系统具有性能良好、数据展示直观、代码复用率高的特性.     

海洋科学数据管理与可视化平台

海洋科学数据作为我国海洋科技创新发展的战略资源,是一个可持续发展的要素.然而海洋科学数据涉及学科众多、类型复杂、来源多样、格式迥异等特点,数据处理和可视化处理难度大.平台通过引入WebGIS技术,针对海洋科学数据特点,结合海洋科学数据业务,实现海洋数据的一体化管理、分析与可视化处理.