基于腳本語言的海洋數(shù)據(jù)處理與可視化研究.pdf

1、1998年，Argo計劃由美國等國家的氣象氣候、海洋科學等領域的專家推出，這一計劃的全稱為“ARGO全球海洋觀測網(wǎng)計劃”，目的在于獲取海量的、準實時的、高分辨率的海洋次表層觀測數(shù)據(jù)，以此來提升對全球氣象災害的預報能力。目前，經Argo計劃所獲得的溫度、鹽度、密度等海洋數(shù)據(jù)的體量已經可以構成全球區(qū)域范圍、較高分辨率的海洋體數(shù)據(jù)場。充足海洋觀測數(shù)據(jù)的獲得，使得海洋體數(shù)據(jù)場可視化擁有足夠的數(shù)據(jù)基礎得以發(fā)展。目前，海洋體數(shù)據(jù)場可視化已經成為三維

2、數(shù)據(jù)場可視化技術與海洋科學學科相交叉的一個新興研究領域，在海洋科學研究、氣候氣象預報、漁業(yè)等領域都有著廣闊的應用前景與發(fā)展空間。本論文針對Argo數(shù)據(jù)及其他格式的海洋數(shù)據(jù)，從科學可視化的角度出發(fā)，結合腳本語言Python，重點研究設計能夠支持快速開發(fā)與應用擴展的海洋數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)。本論文所做的主要研究工作以及創(chuàng)新點包括:
　　1、調研了Argo全球海洋觀測網(wǎng)計劃的國內外發(fā)展現(xiàn)狀，并基于腳本語言Python的第三方開源庫GDAL，設

3、計了針對Argo數(shù)據(jù)及其他主流數(shù)據(jù)格式的海洋數(shù)據(jù)的同一化快速讀取處理方案。
　　2、調研了解科學可視化的相關概念，以及當前國內外科學可視化領域的研究進展。
　　3、調研腳本語言，并分析使用腳本語言對海量海洋數(shù)據(jù)進行處理并可視化的可行性。
　　4、調研了腳本語言Python的各種可視化庫，并在現(xiàn)有可視化庫的基礎上加以改進，使之適合于海洋可視化的應用。
　　5、調研了目前在可視化技術領域應用較為成熟的醫(yī)學可視化分支，

4、并在借鑒醫(yī)學可視化的基礎上，基于腳本語言，設計出適用于海洋體數(shù)據(jù)可視化的立體切片應用平臺。立體切片法，一種介于二維與三維（體繪制）之間的可視化方案。該可視化方案的設計將醫(yī)學研究者對人體采用三維虛擬切割技術，從而確定病灶的方案適用于海洋科學研究領域，使海洋研究者能夠對指定經緯度范圍的海洋次表層進行三維切割，從而直觀、立體、有效的去研究海洋的“病灶”，獲得依靠傳統(tǒng)手段難以觀測分析得出的海洋信息。
　　6、基于腳本語言、MVC架構，設計