一种基于平行坐标系的流转数据可视化方法

流转数据是一种重要的数据类别,其中蕴含了较为丰富的规律性知识。如何通过数据可视化技术挖掘分析其中的知识具有重要意义。为此,提出一种基于平行坐标系的流转数据可视化方法,定义了流转数据可视化模型,将可视化过程抽象为流转数据集、矩阵模型、平行坐标系可视结构三个主要模型。流转数据集是可视化的数据对象,矩阵模型是可视化的内部表示,平行坐标系结构是可视化的图形元素,并通过转换算法实现三个模型的相互映射。此外,为解决海量流转数据可视化性能瓶颈与折线重叠问题,实现了基于Spark框架的并行处理算法。该算法采用K-Means聚类思想对流转数据聚类,增强了平行坐标系的视觉效果。实验证明,所提出的可视化方法能够真实有效地可视化流转数据,同时也适用于对海量流转数据集的可视化。     

大规模非结构网格上基于PC的流线可视化研究

针对大规模非结构网格,提出了两种基于PC的流线可视化方法：内存映像文件方法（MMFM）和多线程out-of-core方法（MTOM）。利用八叉树空间划分大规模非结构网格,并讨论了数据块的组织结构。MMFM将大规模数据文件映像成虚拟RAM,流线构造与in-core方法类似,利用空间分块组织数据,减少缺页请求。MTOM利用多线程技术实现out-of-core流线构造,使得CPU和I／O重叠,隐藏时延,在多CPU上还可并行处理。测试结果表明,MMFM,MTOM都可利用较少内存进行大规模非结构网格的流线可视化,取得了较好的性能。     

应用平行坐标系进行可视化优化设计

应用可视化方法进行化工过程优化设计：应用平行坐标系进行多维矢量可视化,并在此基础上提出了一种在n维空间用于多维矢量线性回归的“扫描线”算法。在优化问题中该算法可以将问题简化到一或二维,从而以二到三维笛卡尔坐标为基础的传统可视化方法可用于优化设计。将这种方法与遗传算法相结合,不仅可以得到较好的优化结果,还可得到一些“额外信息”以使用户理解基于可视化的优化设计过程并接受该结果。     

基于八叉树分解法的空间散乱点数据场可视化

八叉树分解法是空间散乱点数据场可视化的一种经典算法,它适用于地下岩体模型的可视化,得到的模型可以进行直接三维观察.文中对几种常见的建模方法进行了简单的分析比较,并着重对八叉树分解算法进行了深入研究,而且给出了实现散乱点数据场可视化的关键步骤.经过理论上的分析,八叉树分解法适用于空间散乱点数据场可视化.     

基于八叉树分解法的空间散乱点数据场可视化

八叉树分解法是空间散乱点数据场可视化的一种经典算法,它适用于地下岩体模型的可视化,得到的模型可以进行直接三维观察.文中对几种常见的建模方法进行了简单的分析比较,并着重对八叉树分解算法进行了深入研究,而且给出了实现散乱点数据场可视化的关键步骤.经过理论上的分析,八叉树分解法适用于空间散乱点数据场可视化.     

三维激光点云数据的可视化研究

大量的点云数据是通过三维激光扫描得到的,而点云数据的显示快慢受到了数据索引的直接影响,这是一个基础性问题。经过研究,八叉树与叶节点KD树相结合的混合空间索引结构以及LOD构建的层次细节模型是用来解决点云数据管理与可视化效率不高的问题的有效方法。在局部,通过在叶子节点中构建的KD树实现高效的查询和显示;在全局,为了实现快速检索与调度使用了八叉树模型。采用这种混合数据模型进行点云组织,建立空间索引,并对点云数据进行LOD构建,实现了点云数据的高效检索以及可视化。     

虚拟现实场景中基于八叉树的网格简化方法

在基于顶点聚类的网格简化算法中,通常对网格模型进行八叉剖分来建立一棵顶点树以表示整个网格模型的数据结构;但顶点在空间上分布的不均匀导致了顶点树的不平衡,增加了顶点树的深度。针对上述问题,论文提出了基于紧凑八叉树的剖分方法。该方法在虚拟现实场景中表现了较好的效果。     

基于改进的八叉树索引与分层渲染的海量激光点云可视化技术

近年来利用三维激光扫描技术进行的国内各地城市数字化发展迅速,随着硬件技术的升级和扫描范围的逐渐扩大,获得的相应的三维数据可达TB级。因此,如何合理的建立点云索引管理机制,是解决海量点云数据组织和管理的关键问题。本文首先对传统八叉树数据结构的索引方法进行了优化,然后对三维点云分块,建立八叉树索引数据文件,同时用LOD方法对其进行分层抽稀操作,通过建立改进的八叉树与LOD方法相结合的索引,来降低内存的消耗、提高查询的效率,最后根据屏幕显示范围与视角变化实时读取释放点云索引数据,从而实现海量点云数据的可视化。     

一种基于八叉树的三维实体内部可视化技术

鉴于传统的图形学-面图形学只能表达三维实体的表面的形状和属性，不能表达实体内部的属性，如纹理、密度场以及温度场等，因而在计算机图形学、CAD以及有限元分析等许多领域都需要一种新的可视化技术-三维实体的可视化技术，以表达实体内部的属性；三维实体的可视化技术是新兴的图形学-体图形学的一个重要组成部分，为了实现三维实体的可视化，针对CAD造型系统中的实际要求，根据体图形学的理论和八叉树的特点，提出了一种基于八叉树的实体内部可视化技术，该技术采用八叉树算法对边界数据结构表达的实体进行体元化。由于实体内部属性变化的不均匀，算法采用了不规则体元，以充分表达实体内部的细节，实际应用效果表明，该算法不但能充分表达实体内部属性，而且也具有一定的造型功能。     

基于自适应空间刨分的网格简化算法

提出了一种基于自适应空间刨分的网格简化算法，算法首先对模型中的所有的顶点进行量化赋予一个二次误差阵，并将它们视为一个簇，然后沿坐标轴方向将它们刨分成八个子簇并不断迭代刨分生成新的子簇直至达到指定的精度，将最终的离散点集用适当的方法重新进行三角化，得到简化模型，该算法不仅速度快，能在任意限定的时间内产生一个可显示的结果，而且结果质量也很好.另外，本文还用给出的实例与其他相关算法进行了比较．     

矩阵重心坐标

在二维重心坐标——复数重心坐标的基础上引入二维矩阵重心坐标的概念,并利用球面坐标将二维矩阵重心坐标推广到三维.三维矩阵重心坐标适用于三角控制网格、四边形控制网格甚至一般的混合控制网格.对所提出的重心坐标性质进行了研究,发现其满足大部分好的重心坐标所应具有的性质.最后对矩阵重心坐标在三维网格模型中的应用进行了细致的实验,分析了它的优缺点.     

Visualization of connectivity in octree based models

An interesting problem in the oil and gas industry is the visualization of the movement of oil and gas in porous media. An example of such a medium is a rock sample with some distribution of holes (pores) connected by channels (pore throats), the solid parts of the rock are called grains. In our work we have simulated the porous medium using a pointer-based octree, representing these pores and grains. This data structure allows us to model the connectivity of the pores and thus visualize fluid penetration within the medium. Whereas earlier models represent a serious simplifications or two dimensional homogeneous layers, our model provides us with a statistically accurate distribution in three dimensions and a more accurate representation of the connectivity. In this paper we present our data structure and the techniques which were used to create models of porous media and their porous networks. Next, we present algorithms for connectivity in octrees and we show how to apply them to modelling and visualization of fluid penetration in porous media.     

RP软件中VRML模型的可视化研究

针对RP软件系统中STL模型存在精度损失、数据冗余大等缺陷,基于VRML模型具有建模精度高、数据冗余小、适于网络传输等特点,因此RP软件能够接受和处理VRML模型,也是克服STL模型不足的一个途径.对RP软件中VRML模型的可视化进行了深入的系统研究.讨论了VRML文件的语法分析和场景渲染,设计了兼顾VRML引用技术和RP后续数据处理要求的数据结构,给出了编组节点的嵌套处理及参数化Transform节点的OpenGL实现方法.提出并利用OpenGL模型视图矩阵实现分层方向的手动选择.最后利用VC 和OpenGL开发并实现了VRML模型的可视化.     

基于OpenGL的电子经纬仪可视化工业测量系统

基于OpenGL自主研制并开发了新一代电子经纬仪三维可视化工业测量系统SpatialMagic,该系统在原来测量、存储和计算分析等功能的基础上,增加了离散测量点实时可视化和测量计算分析成果可视化功能.建立了测量仪器及其附属设备的三维实体模型库,实时模拟工业测量过程,使复杂的测量任务变得直观化、简单化,同时提高了测量效率.     

一种层次结构中多维属性的可视化方法

在很多领域的统计分析中,通常需要分析既具有层次结构又具有多维属性的复杂数据,如食品安全数据、股票数据、网络安全数据等.针对现有多维数据和层次结构的可视化方法不能满足对同时具有层次和多维两种属性数据的可视分析要求,提出了一种树图中的多维坐标MCT(multi-coordinate in treemap)技术.该技术采用基于Squarified和Strip布局算法的树图表示层次结构,用树图中节点矩形的边作为属性轴,通过属性映射、属性点连接、曲线拟合实现层次结构中多维属性的可视化.将该技术应用于全国农药残留侦测数据,实现了对全国各地区、各超市、各农产品中农药残留检出和超标情况的可视化,为领域人员提供了有效的分析工具.MCT技术也可用于其他领域的层次多属性数据的可视化.     

采用八叉树和OSG分页结点的海量点云三维可视化

针对现有海量点云可视化方法存在索引构建时间长、内存占用大等问题，研究一种八叉树索引结合OSG分页结点的快速可视化方法，可在占用较小内存的基础上快速建立点云索引并实时调度。采用八叉树索引结构对海量点云进行数据组织，建立各层级的八叉树结点并以文件映射的方式分块保存，对结点文件重组织转换为支持OSG渲染引擎的多分辨率点云数据。采用基于OSG分页结点的实时调度技术，对海量点云进行高质量可视化。与目前两款主流的点云数据处理商业软件进行实验对比分析，结果表明所提方法具有索引建立速度快、内存占用小等优点，同时可视化交互更加流畅，适用于各种配置计算机下海量点云数据的调度管理与实时可视化。     

高斯-克吕格投影下的坐标变换算法研究

在GIS中经常会遇到地理坐标和直角坐标相互转换的问题.通过对地理坐标与直角坐标相互转换原理的简要分析,根据高斯-克吕格投影平面下地理坐标转换为直角坐标的正算公式,提出了直角坐标转换为地理坐标的三种坐标反变换算法,即交替折半迭代法、先后折半迭代法和有理逼近法,分析了算法原理、设计了算法流程,并进行了对比分析.经计算与性能分析表明：三种算法的精确性基本一致,有理逼近法迭代速度最快、交替折半迭代法次之、先后折半迭代法再次之,但总体来说算法在精确性及实时性方面均能有效地满足实际应用需求.     

Visualization of Multi-Variate Scientific Data

In this state-of-the-art report we discuss relevant research works related to the visualization of complex, multi-variate data. We discuss how different techniques take effect at specific stages of the visualization pipeline and how they apply to multi-variate data sets being composed of scalars, vectors and tensors. We also provide a categorization of these techniques with the aim for a better overview of related approaches. Based on this classification we highlight combinable and hybrid approaches and focus on techniques that potentially lead towards new directions in visualization research. In the second part of this paper we take a look at recent techniques that are useful for the visualization of complex data sets either because they are general purpose or because they can be adapted to specific problems.     

基于径向坐标可视化的高维数据分析方法

针对模式分类算法不直观的问题,提出一种基于径向坐标可视化分析高维数据的方法。由最大似然原理估计高维数据的本征维数,用较少的变量结合径向坐标可视化方法对高维数据进行可视化降维分析。在径向坐标中揭示高维数据集中类别和特征间的关系,寻找基于不同特征排列顺序的最优映射,并结合多种机器学习方法对数据集进行分类。应用于UCI数据库中的6个数据集的结果表明,该方法具有较好的可视化和分类效果。     

Containment control of switched multi-agent systems

In this paper, we consider the containment control problem for the switched multi-agent system which is composed of continuous-time and discrete-time subsystems. Continuous-time protocol based on the relative state measurements of agents are designed for the switched multi-agent system with multiple stationary and dynamic leaders, respectively. By using graph theory and matrix theory, some necessary and sufficient conditions are obtained for solving the containment control problem under arbitrary switching. When the leaders are dynamic, impulsive protocol are also proposed for the switched multi-agent system. The simulation results are given to verify the effectiveness of the theoretical results.