云图数据驱动的三维云景可视化

云图是气象应用和研究中最常获取的资源,包含了丰富的气象信息,在天气预测中起到了关键的作用。将云图数据作为驱动,利用灰度共生矩阵和分形理论进行纹理特征提取,划分出基本云型,得到云景的分布特征。将这个粗糙分布,映射到地球上,得到基本的大气参数估计,在此基础上利用CML的方法生成三维云场并实现可视化。实现了对风云二号卫星云图的自动化分析,以及数字地球上的三维云景可视化。     

卫星云图数据库的研究

本文利用图象处理与模式识别技术,对红外卫星云图进行处理与特征提取,在此基础上建立卫星云图数据库,并对卫星云图数据库的进一步应用提出展望。     

虚拟现实中的三维卫星云图技术研究

使用卫星云图对云仿真是虚拟现实视景仿真中的一项新技术.以卫星云图原始数据为数据源,从中提取定位和定标信息,文章从坐标和投影变换、云图数字高程模型(DEM)生成和三维仿真实现三个主要方面详细介绍了虚拟现实中三维卫星云图的实现方法.生成云图DEM是三维化的关键,这里用墨卡托投影生成规则云图网格,用大地主题解算计算距离,用火箭外弹道学的方法来计算高程.     

基于卫星云图的风矢场度量模型研究

以数学建模的方式对基于卫星云图的风矢场度量模型进行了研究.对卫星云图数据进行预处理分析,得到卫星云图数据的特征,结合卫星上传感器采集数据的过程,通过一些假设,建立了卫星-地球三维立体模型,结合半小时采样间隔的卫星云图数据,求解得到风矢场度量模型,通过三维绘图引擎编程对模型进行模拟实现.研究结果表明该模型可以很好的预测风矢场的变化趋势,计算高效,结果与实际相符,具有一定的实用价值.     

气象卫星云图数据压缩的JPEG实现

本文介绍了在计算机上以JPEG算法实现的红外卫星气象云图数据压缩软件，该软件已成功地应用于江西省防汛计算机网上的卫星气象云图的数据压缩和传输系统。     

数学模型可视化研究与实现

计算机硬件图像处理功能的增强,促进了计算机图形学的发展,进而促进了计算机的可视化研究。数学模型的可视化就是将抽象的数学函数以图形的方式表示出来,使人们对其有一个直观的认识。卫星云图,医疗成像系统都是计算机可视化的实际应用。文章介绍了在VC++6.0开发环境下,利用OpenGL来实现数学模型的可视化。该可视化系统包括数学函数的输入、识别、二维图形的输出、由二维曲线旋转生成三维立体图形以及三维图形的变换输出。     

气象卫生云图数据压缩的JPEG实现

本文介绍了在计算机上以ＪＰＥＧ算法实现的红外卫星气象云图数据压缩软件，该软件已成功地应用于江西省防汛计算机网上的卫星气象云图的数据压缩和传输系统。     

Mumford-Shah模型在卫星云图分割中的应用

利用Mumford-Shah模型对卫星云图进行分割和识别。根据卫星云图自身的特征,提出了基于核心灰度的Mumford-Shah模型,并用此模型分割出了单通道卫星云图中的高云、中云和低云。同时提出了一种基于核心灰度的Mumford-Shah模型的向量图像分割方法,对两个通道的卫星云图进行分割,更加准确地识别出中低云系在红外通道和可见光通道中的位置。     

基于区域特征的非下采样Contourlet变换卫星云图融合

对不同的卫星云图进行融合处理,可为灾害性天气的监测和预警提供更为全面的信息,提出一种基于区域特征的非下采样Contourlet变换(NSCT)卫星云图融合新方法。首先,采用NSCT对卫星云图进行多尺度和多方向分解,得到低通子带系数和各带通方向子带系数;然后,对低通子带系数采用基于图像区域相关系数和区域能量的自适应融合规则,对各带通方向子带系数采用加权和区域方差相结合的融合规则;最后,对融合系数进行NSCT逆变换得到融合云图。实验结果表明,该算法在增强融合云图的纹理及边缘等细节信息的同时,能更好地保留源红外云图的红外信息,融合效果更好。     

天基红外云层背景的仿真研究

云层背景是红外仿真成像中重要的一部分,论文通过分析云层的基本特性、红外特性,结合云层自身辐射、反射辐射、散射辐射,然后基于卫星云图,对图像的像素点进行处理,根据白天、夜晚等不同情况仿真得到红外云层图像.仿真结果显示,仿真图像整体上达到了红外云图的效果.     

可视化技术在发动机三维流动数值计算中的应用研究

基于MS Windows平台，应用面向对象技术，采用VisualC＋＋6．0编程，调用OpenGL图形库，我们对Marching Cubes经典算法进行了改进，实现了等值面及其体绘制、云图和流线的生成，开发了一个发动机三维瞬态数值模拟计算流场可视化系统。     

大范围云导风的直接可视化方法

针对传统大范围云导风生成及显示过程中存在较大计算冗余的问题,提出一种快速风场可视化算法,可使用卫星云图序列直接生成便于人眼观察的大范围云导风态势展示视频。该算法首先使用稀疏像素块匹配分析得到相邻帧之间的运动信息,再使用匹配结果形成图像形变网格,最后使用该网格对噪声纹理图像进行形变和颜色混合叠加操作,从而输出风场运动轨迹的动态视频。由于无须复杂的光流计算和额外流场可视化后处理等步骤,该算法在程序实现时更加便捷,对计算硬件依赖性较小。实验结果显示,这种直接可视化算法可以生成易于辨识的、时间一致性强的云导风动态可视化视频,能应对红外、可见光和水汽等各种波段的卫星图像数据,对云层无规则消散、生成等干扰具有较高鲁棒性。     

火箭发动机喷流辐射场可视化

喷流的红外辐射特性是火箭发动机的重要目标特性,喷流辐射场的可视化 对于导弹的预警和探测识别有重要意义。首先,采用将矩形网格三角化的方法,对网格序列 法和局部多边形填充法进行了改进,该算法将矩形网格分成4 个三角形,然后在三角形内进 行等值线的绘制和云图的填充。其次,介绍了3DS 模型的文件格式,并编程实现了3DS 模 型的读取与重绘。最后,在VC++6.0 下基于OpenGL 编写了可视化软件,实现了火箭发动机 喷流辐射场的等值线、云图的绘制并导入3DS 格式的喷管模型结合显示,验证了算法的可 行性。     

Near-real-time satellite image processing: metacomputing in CC++

Metacomputing combines heterogeneous system elements in a seamless computing service. In this case study, we introduce the elements of metacomputing and describe an application for cloud detection and visualization of infrared and visible-light satellite images. The application processes the satellite images by using Compositional C++ (CC++)-a simple, yet powerful extension of C++-and its runtime system, Nexus, to integrate specialized resources, high-speed networks, parallel and distributed computing, and stereoscopic visualization in virtual reality (VR) displays     

基于OpenGL实现火箭弹道及卫星轨道三维可视化

基于OpenGL和Visual C 编程技术,开发了火箭弹道及卫星轨道三维可视化系统.软件含接口、控制、仿真等模块,具有较强的可移植性和人机交互能力.论述了软件的系统结构、关键技术、实现步骤.     

基于Kinect的人体三维重建方法

通过Kinect体感仪,实现人体三维重建.使用Kinect体感仪,扫描获取人体三维数据,利用深度数据转换算法实现二维顶点的三维化,再通过红外相机姿态跟踪算法进行顶点集配准,求解出相机每次的相对位移与转动角度,实现相机姿态跟踪,并将每次拍摄到的点集转换到同一全局坐标系下,使用晶格化显示集成算法将点云集成到提前划分好精度及尺寸的体素晶格中,最后利用投影映射算法获得可视化的人体三维立体模型.使用Kinect体感仪及三脚架等辅助设备方便快捷地获取人体三维重建结果,并通过3D打印技术对模型进行输出.该研究实现了人体三维重建中人体扫描、处理、重建、输出全流程.     

femap在IR仿真中的应用

该文主要讨论了实时红外目标仿真的原理和实现方法。该文首先对目标热平衡过程进行原理分析,引进一种专业的工程有限元热分析软件femap,通过有限元建模和精度高的热分析功能,实现目标的3维建模及辐射模拟计算,并通过云图显示处理结果生成实时IR仿真场景。对femap的功能进行了比较深入的研究,并在原理上、实验上给出了验证结果,显示femap应用到IR目标仿真能够充分应用其建模过程工作量小,计算速度快,精度高的特点。     

Detection of Asian dust storms from geostationary satellite observations of the INSAT-3D imager

Asian dust storm outbreaks significantly influence air quality, weather, and climate. Therefore, it is desirable to have qualitative and quantitative information on the time, location, and coverage of these outbreaks at high spatial and temporal resolution. The imager on board the Indian metrological geostationary satellite INSAT-3D observes Asia at a temporal resolution of 30 min and a spatial resolution of 1, 4, 8, and 4 km in the visible, middle infrared (MIR), water vapour (WV), and thermal infrared (TIR) bands, respectively. In this article, an algorithm is described for detecting desert dust storms from INSAT-3D imager data. The algorithm described here is a combination of various pre-existing methods such as infrared split-window, MIR and TIR brightness temperature difference, and visible to MIR reflectance ratio, which are based on the fact that dust exhibits features of spectral dependence and contrast over the visible, MIR, and TIR spectrum that are different from clouds, surface, and clear-sky atmosphere. Using the Atmospheric Infrared Sounder (Aqua/AIRS) dust score as proxy, INSAT-3D dust storm products were tested under different scenarios such as dust storms and dust transport in Asia. TIR observations from the geostationary platform of INSAT-3D allows computation of the infrared difference dust index (IDDI), which gives a quantitative measure of dust loading relative to clear atmosphere. Moreover, due to the high temporal resolution (30 min) of INSAT-3D observations, INSAT-3D-derived dust products allow more precise monitoring of dust transportation as compared with dust products derived from polar satellite observations.     

基于Cesium的空间目标观测三维可视化平台

为满足测站对空间目标的跟踪测量需求,针对现有的空间目标观测软件在三维可视化、跨平台能力和操作易用性等方面的不足,设计开发了基于Cesium的空间目标观测三维可视化平台.介绍了软件开发框架,利用两行轨道根数(TLE)和最新的简化常规摄动模型4 (SGP4)进行轨道预报,结合空间坐标系转换,实现了空间目标的轨道计算、实时位置动态显示和测站可见性分析的平台功能,并通过卫星工具包(STK)对平台计算结果进行了验证.应用结果表明,该可视化软件操作使用方便,具有良好的跨平台性能,计算结果满足精度要求,为软件设计开发的可视化与实用性相结合提供了有益探索.     

Visualizing Stars and Emission Nebulas

We describe star and nebula visualization techniques used to create a 3D volumetric visualization of the Orion Nebula. The nebula's ionization layer is modeled first as a surface model, derived from infrared and visible light observations. The surface model is imported into a volume scene graph-based visualization system that uses procedural volume modeling to simulate the nebula's emissive gas layers. Additional scene graphs model proplyds and shock fronts within the nebula. Stars are rendered using Gaussian spots that are attenuated with distance. Finally, eighty-six separate volumes are voxelized from these scene graphs, then simultaneously volume rendered.