海洋環境的可視化方法
2023-09-17 09:53:00 2
專利名稱：海洋環境的可視化方法
技術領域：
本發明涉及一種多維數據的可視化方法，尤其涉及一種關於海洋環境多維數據的可視化方法。
背景技術：
海洋是典型的多維動態變化環境，包括時間維、空間維、海洋環境要素維。海洋環境要素維包括海空要素，具體的如雲、雨、霧、氣壓、氣溫等；海表要素，具體的如風、浪、流、潮汐、風暴潮等；海洋水體要素，具體的如溫度、鹽度、密度、內波、環流、躍層等；和海底要素，如地質、地貌、磁場等等不同環境要素組成。中時空尺度的風暴潮、赤潮、海冰等災害，大時空尺度上的海洋大氣二氧化碳通量、ENSO(全球尺度的氣候振蕩)循環是當前海洋研究的熱點、難點問題，這些海洋現象的·產生與哪些環境要素相關，相關要素之間的變化強度如何，在已知的影響關係外是否還存在其他隱含的關係和模式，這些問題的研究需要多維海洋環境信息為支撐。在海洋環境知識發現、認知和決策過程中，通過在低維可視空間中對多維數據進行可視化展現，知識工作者可以準確、快速地發現數據集中隱藏的特徵信息、關係信息和模式信息。對海洋環境多維要素進行綜合可視化表達與分析將有助於上述問題的解決。國內關於海洋環境多維可視化的研究仍處於探索階段。學者論述了多維動態數據模型、多維可視化在地學研究中的重要意義，提出了虛擬地理環境地學可視化框架採用Geodatabase地理數據模型管理多維海洋環境數據，在一個視圖窗體中分別從海洋表面、海洋內部、海底表面和海底深部四個空間層次來可視化顯示2D，2. 5D和3D矢量、柵格海洋數據。從可視化表現的技術層面上分別探索颱風過程中三維風場數據的剖面、等值面、矢量線的一體化動態表達；海洋環境要素數據與觀測數據的一體化顯示。以上對海洋環境的多維可視化的探索取得了一定進展，但仍面臨三維空間難以表現高維數據的，難以發現數據之間的關聯性和趨勢特徵的問題。國外關於海洋多維數據可視化研究起步較早，並取得了一系列的研究成果。實現了漁業和水文數據、颶風(包括風場、氣壓場、軌跡數據)、大氣環境、風暴潮的多維可視化表達。軟體通過不同可視化方法的集成在一定程度上實現了海洋數據的多維可視化，但這些軟體針對可視化本身，在數據管理和分析功能方面存在明顯不足。現有的海洋環境多維數據可視化均為基於三維場景的可視化，在實現方法上包括針對不同要素採用不同渲染方法，達到在三維空間中多維顯示的目的；將不同屬性維度數據的分窗口表達，以及上述方法的結合。基於三維場景表現多維數據，形象直觀，便於理解，但存在的問題是①現有研究多是以數據顯示為目的，針對特定應用，缺少關於多維可視化表現方式的系統研究；②三維場景中所能表達的要素維數非常有限，並且難以表現隨機的、時空分異的多維屬性數據及其相互關係；③上述研究的本質仍是對數據的可視化，難以進行多維可視化分析，難以發現多維要素隱含的關係和模式。在非空間信息多維可視化中，平行坐標、散點圖、雷達圖、臉譜圖、調和曲線圖、星座圖等是常用的可視化挖掘方法，用來解決數據的多維顯示和分析。平行坐標表示法的原理是將高維數據的各個變量用一系列相互平行的坐標軸表示，變量值對應軸上位置，即將歐式空間的一個點Xi (Xil，Χ 2, ...，Xim)映射到2維平面上的一條曲線。平行坐標可以表示超高維數據，並且常用來判斷多維信息的相關性。大數據集採用平行坐標的表示，會遇到線段混亂、坐標軸屏幕限制、折線重疊的現象，不易於發現各維間的隱含關係，因此，許多處理平行坐標信息混淆的方法被開發了出來，如維度重排、數據點著色、數據聚類、動態顯示等，提高了平行坐標表示法的表現能力。目前，因其強大的多維展示和分析能力，平行坐標已被用於熱帶氣旋氣候、交通、地震多維數據表達和分析中，為海洋環境多維可視化研究提供了新思路。基於平行坐標的方法通常用於信息科學領域，能夠表現超高維數據，最大缺點是 不能表現空間數據的位置信息，因此不夠形象直觀，需要對數據比較專業的理解和分析能力因此，現有技術存在缺陷，有待於進一步改進和發展。
發明內容
本發明的目的在於提供一種海洋環境的可視化方法，本發明的技術方案如下海洋環境的可視化方法，將海洋環境三維場景同平行坐標法結合，具體包括以下步驟第一步、海洋環境的三維場景和平行坐標建模；第二步、建立基於海洋環境三維場景和平行坐標的多維要素一體化繪製和交互式提取算法；第三步、多維海洋環境數據關聯特徵、聚類特徵表達。所述的海洋環境的可視化方法，其中，所述第一步包括以下步驟I. I、基於空間網格模型進行海洋環境三維場景建模，通過可視化方法的集成，實現基於三維場景的多維集成表達；I. 2、根據海洋環境數據特點和應用分析需求，改進傳統平行坐標表示法，使其適應海洋環境數據；I. 3、建立海洋環境三維場景和平行坐標中多維數據傳遞和調度機制。所述的海洋環境的可視化方法，其中，所述步驟I. I還包括以下步驟I. I. I、通過將海洋環境抽象為海洋外部、海洋表面、海洋內部和海洋底部四個層次，然後分別建立網格模型作為可視化表達的載體；I. I. 2、將具有時空特徵的網格場數據離散到三維格網節點矢量要素值；I. I. 3、一維的點數據和二維的線數據則作為特徵對象獨立繪製，並嵌入三維空間網格，遙感反演數據作為浮動圖層動態添加並嵌入三維空間網格中。所述的海洋環境的可視化方法，其中，所述步驟I. 2包括以下步驟I. 2. I、計算屬性維度的均值、標準差、數據頻次信息，在相鄰維度間，通過定義關聯規則，動態計算關聯規則的置信度和支持度，並標示在平行坐標軸；
I. 2. 2、在坐標軸中加入動態滑竿，結合均值和標準差，交互地對數據進行聚類，確定特定屬性準在低於均值、均值、高於均值區間內與其他屬性維度的相關性；I. 2. 3、針對標量數據,在坐標軸上直接顯示標量屬性值或變化量,針對矢量場數據，通過矢量方向分解，轉換為標量值顯示在坐標軸上。所述的海洋環境的可視化方法，其中，所述第二步具體包括以下步驟2. I、建立從多維數據到三維場景和平行坐標的二維傳遞函數，實現從三維網格場數據的屬性值、梯度值到顏色、灰度、透明度之間的一致映射；2. 2、建立適合海洋網格場數據的八叉樹LOD實時繪製算法，實現大數據量的三維場數據和平行坐標的一致渲染；2. 3、採用動態滑竿技術實現平行坐標中網格場數據的交互式提取；基於模型-視 點矩陣實現三維場景中網格場數據的交互式提取。所述的海洋環境的可視化方法，其中，所述步驟2. I包括以下步驟2. 2. I、建立對屬性數據的256 * 256 * 256色映射，實現從屬性值到灰度值的映射；2. 2. 2、建立分段線性函數，實現梯度到透明度的映射；2. 2. 3、建立二維傳遞函數，根據體素的顏色和透明度對三維場景和平行坐標中對數據進行整理渲染。所述的海洋環境的可視化方法，其中，所述第三步具體包括以下步驟3. I、通過關聯規則可視化分析方法，篩選出最相關維度；3. 2、通過可視化的聚類分析、均值提取，實現相關維度之間的聚類特徵表達，並根據聚類結果進一步細化多維數據關聯規則。所述的海洋環境的可視化方法，其中，所述步驟3. I具體包括以下步驟3. I. I、固定一維，分別預定義該維度與其他維度的關聯規則；3. I. 2、設置關聯規則的置信度閾值，在平行坐標中對多維數據進行可視化；3. I. 3、計算所選維度與另一維度關聯規則的支持度和置信度；3. I. 4、根據置信度關係，保留高於最小置信度的維度，剔除小於最小置信度的維度，得到具有關聯關係的多維屬性及其置信度；3. I. 5、重複步驟3. I. 3,3. I. 4，計算所選維度與其它所有維度的置信度，最終得到具有關聯關係的多維屬性及其置信度。所述的海洋環境的可視化方法，其中，所述步驟3. 2包括以下步驟3. 2. I、對多維數據進行層次劃分，根據分析需求，動態輸入分類參數；3. 2. 2、計算聚簇的平均值，並繪製在平行坐標中，均值線周圍的帶表示聚簇覆蓋的範圍，帶與坐標軸相交的上邊緣是簇中數據在該維上的最大值，下邊緣為最小值；3. 2. 3、對同一聚簇採用一致的顏色，根據聚簇密度動態計算透明度，在聚簇中心設置較低的透明度，在聚簇邊緣設置較高透明度，通過一致化映射實現三維場景和平行坐標的一致表達；3. 2. 4、根據多維數據的聚簇結果進一步修正和細化第一步中預定義的多維數據關聯規則。與現有技術相比，本發明提供了一種海洋環境的可視化方法，首先，首次將可視化挖掘中的平行坐標表示法與傳統表達方法相結合，提出了基於三維場景和平行坐標的海洋環境多維數據的可視化方法，彌補了傳統三維場景難以表現多維數據的不足；其次，重點針對海洋三維網格場數據，建立了基於三維場景和平行坐標一致化繪製和交互式提取關鍵算法。本發明基於三維場景和平行坐標，不僅可以通過可視化表達方式的組合實現對海洋環境數據多維綜合表達、時間序列表達和區域分布表達，還可通過逐步回歸的關聯規則提取和可視化的聚類分析實現對數據分布特徵、關聯特徵和聚類特徵的表達，為海洋環境數據表達和分析提供新的理論和方法依據。本發明可用於風暴潮、赤潮、ENSO循環等海洋現象的知識發現，為理解、重建、認知海洋現象提供新思路。
圖I為本發明海洋環境的可視化方法的框架圖；圖2為本發明三維場景建模的流程演示·
圖3為本發明梯度與透明度映射關係示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明的較佳實施例作進一步詳細說明。本發明提供的海洋環境的可視化方法，如圖I所示，針對現有海洋環境多維可視化方法的不足，將可視化挖掘中的平行坐標法引入海洋環境多維數據表達，發展一種基於三維場景和平行坐標的海洋環境多維數據可視化方法，建立從多維數據集到三維場景和平行坐標的一致繪製和交互式數據提取的關鍵算法；通過三維場景中和平行坐標中多維可視化表達方式的組合，實現對時空一致、時空分異的海洋環境多維數據綜合表達、時間序列表達和區域分布表達；通過可視化的關聯規則提取、數據分類，實現對多維數據分布特徵、關聯特徵和聚類特徵的表達。第一步，海洋環境的三維場景和平行坐標建模。I)基於空間網格模型進行海洋環境三維場景建模，通過可視化方法的集成，實現基於三維場景的多維集成表達，如圖2所示，流程為①通過將海洋環境抽象為海洋外部、海洋表面、海洋內部和海洋底部四個層次，然後分別建立網格模型，其中海洋外部和海洋內部為三維網格體，海洋表面和海洋底部為二維網格體，形成三維空間網格模型，作為可視化表達的載體。②三維網格模型的每個數據節點都具有位置信息，包括經、緯度、深度，及所對應的網格的行列數和層深，將具有時空特徵的網格場數據離散到三維格網節點矢量要素值，包括矢量的大小、方向；網格面要素的屬性值，海面高程、海表溫度等；以及三維網格構成的體元屬性值，包括海水溫度、鹽度、密度等。③一維的點數據和二維的線數據則作為特徵對象獨立繪製，並嵌入三維空間網格；遙感反演數據作為浮動圖層，動態添加，並嵌入三維空間網格中。2)根據海洋環境數據特點和應用分析需求，改進傳統平行坐標表示法，使其適應海洋環境數據。流程為①計算屬性準度的均值、標準差、數據頻次信息；在相鄰維度間，通過定義關聯規則R :x => Y，動態計算關聯規則的置信度和支持度。將這些信息標示在平行坐標軸上，直觀展示該屬性維度數據的分布情況和關聯信息，增強坐標軸的表現能力。②在坐標軸中加入動態滑竿，結合均值和標準差，交互地對數據進行聚類，研究某一屬性維在低於均值、均值、高於均值區間內與其他屬性維度的相關性。③針對標量數據，在坐標軸上直接顯示標量屙性值或變化量，針對矢量場數據，通過矢量方向分解，轉換為標量值顯示在坐標軸上。3)建立海洋環境三維場景和平行坐標中多維數據傳遞和調度機制。在可視化表達和分析過程中，通過交互式選擇，將多維數據集中部分要素維度在三維場景中進行集成可視化表達，將部分或全部要素維度在平行坐標中表達。基於統一建模語言U M L，定義用戶交互選擇的邏輯流程、接口和參數定義多維數據集在三維場景和平行坐標中進行傳遞和調度的邏輯流程、接口和參數。 第二步，建立基於海洋環境三維場景和平行坐標的多維要素一體化繪製和交互式提取算法。I)建立從多維數據到三維場景和平行坐標的二維傳遞函數實現從三維網格場數據的屬性值、梯度值到顏色、灰度、透明度之間的一致映射。算法流程為①建立對屬性數據的256 * 256 * 256色映射，實現從屬性值到灰度值的映射。②建立分段線性函數，實現梯度到透明度的映射，如圖3所示，梯度越大表示變化越明顯，應賦予較高的不透明度。當梯度大於閾值2時，邊界的不透明度為1，當梯度小於閾值2時，透明度由折線CAB的值確定，通過用戶交互來動態獲取。閾值2的調整是對邊界曲面顯示效果的粗調，閾值I的調整則是微調。③建立二維傳遞函數VvoxelVmnk: (V,g} = T(c,p)，其中Vnmk表示在三維
網格場(m，η, K)處的體素，V為該處的屬性值，g為該處的梯度值，通過三維sober算子計算得到，T表示二維傳遞函數，c為在Vmnk處的顏色，P為Vnmk處的透明度。根據體素的顏色和透明度對三維場景和平行坐標中對數據進行整理渲染，實現數據在三維場景和平行坐標中的一致表達。2)建立適合海洋網格場數據的八叉樹LOD (Levels of Detail，多細節層次)實時繪製算法，實現大數據量的三維場數據和平行坐標的一致渲染。以網格體m * η * k(m :經度方向上的網格數；n :緯度方向上的網數；k :數據層深)為例，八叉樹LOD的生成包括以下步驟①計算最大遞歸深度，海洋環境三維網格數據通常在深度方向上的網格數會明顯小於在經、緯度方向上的網格數，取深度d = Iog2Hiin (m，n，k)，結果若為小數，則向上取整。②用數據體三個維度的邊長分別除以最小的邊長，得到m'，n'，k'，並向上取為整數。海洋環境三維體數據一般k最小，則k' =1。在數據體三個方向上增加空值，使八叉樹在三個維度上的大小為2dm'，2dn' Jdk'。③共有m'* k'個立方體，對每個立方體進行八等分，若沒有達到最大遞歸深度d，繼續八等分。④從2d層向上遞歸，用三線性插值法對原始數據八個節點進行插值，得到父節點的值，插值後8個子節點合併後得到的父節點與子節點對應的文件大小相同。基於八叉樹LOD的數據調度，採用基於閾值分割的LOD策略，提供較高的渲染速度，並且保留數據的空間異質性。定義數據立方體中心與視點的距離為1，定義數據立方體的邊長為a，定義閾值為U在實時渲染過程中，如果1/a < t，則渲染下一層較高解析度的數據；如果1/a ^ t，則遞歸向上，重新定義父節點與視點的距離為1，若1/a < t，仍渲染本級別數據，否則再次遞歸向上。閾值t受八叉樹深度、八叉樹最深層次的葉節點解析度、可視化環境的制約，可根據所需幀率在程序過程中進行動態調節。3)採用動態滑竿技術實現平行坐標中網格場數據的交互式提取基於模型-視點矩陣實現三維場景中網格場數據的交互式提取。前者方法相對直觀簡單，此處重點介紹後者的算法流程①建立從三維數據到二維窗口的轉換機制對三維網格場數據f (X，y, z)，在繪製中使用模型-視矩陣(model-view matrix) Mmv來得到視空間坐標(X' ,y' ,z'),利用投影矩陣MpiOject得到用於最終繪製的視口坐標，即繪製圖像坐標(X"，y")，繪製過程可以表示為
·
(x " , y " ) = Mproieet · Mmv · (X, y, z)。②在繪製的交互過程中，用戶在計算機屏幕上手繪出任意形狀來表示感興趣區域0，構造一個與視口大小一致的二值緩存區，保存感興趣區域O的位置信息。緩存區中的每個元素和體數據空間的體素之間存在著一對多的映射關係，這樣對給定的區域緩存區元素坐標(Vb，vb)，可以得到相應的在體數據空間中的坐標(Xv，yv，Zv) = (Mproject ·Mmv) ―1 (xb, yb),通過緩存區中的相應元素值，可以方便地判斷在(xv，yv, zv)的體素是否屬於指定的感興趣區域。③在三維場景和平行坐標中，對所有滿足條件的(xv，yv, zv)保持原來的顏色和透明度，對不滿足條件的體素，設置為透明，通過此方法，可以直觀的選擇感興趣的區域。第三步，多維海洋環境數據關聯特徵、聚類特徵表達。I)通過關聯規則可視化分析方法，篩選出最相關維度。研究思路為①固定一維，分別預定義該維度與其他維度的關聯規則R :X = > Y，其中XCI ,YCI ,並且ΧΓ Υ = φ ,表示如果項集X在某一事務中出現，則必然會導致項目集Y也會在同一事務中出現，X成為規則的先決條件，取值為該維度的標準差、高於標準差或低於標準差，Y為規則的結果。②設置關聯規則的最小置信度，即置信度閾值，在平行坐標中對多維數據進行可視化。③計算所選維度與另一維度關聯規則的支持度S%和置信度C%，其中S% =Support (X) = B/A, C% = Confidence (R) = Support (X Π Y)/Support (X),最終得到具有關聯關係的多維屬性及其置信度。其中B為屬性集中包含X的數量，A為屬性集的總數量。④根據置信度關係，保留高於最小置信度的維度，剔除小於最小置信度的維度。⑤重複步驟③、④，計算所選維度與其它所有維度的置信度，最終得到具有關聯關係的多維屬性及其置信度。2)通過可視化的聚類分析、均值提取，實現相關維度之間的聚類特徵表達，並根據聚類結果進一步細化多維數據關聯規則。流程為①對多維數據進行層次劃分，根據分析需求，動態輸入分類參數，分類參數包括固定一維按數值或按區域進行劃分、經典的k-means聚類方法。
②計算聚簇的平均值，並繪製在平行坐標中，均值線周圍的帶表示聚簇覆蓋的範圍，帶與坐標軸相交的上邊緣是簇中數據在該維上的最大值，下邊緣為最小值。③對同一聚簇採用一致的顏色，根據聚簇密度動態計算透明度，在聚簇中心設置較低的透明度，在聚簇邊緣設置較高透明度，通過一致化映射實現三維場景和平行坐標的
一致表達。④根據多維數據的聚簇結果進一步修正和細化第一步中預定義的多維數據關聯規則。本發明提供的海洋環境的可視化方法，將三維場景的可視化、表達形象直觀的優點，同信息科學領域中的平行坐標可視化方法表現多維數據的優點結合，將二者結合應用於海洋環境數據可視化表達和分析。海洋環境數據在空間上包括點、線、二維網格場、三維網格場數據，本發明基於海洋環境數據的特點和分析需求，通過構建多維要素在三維場景 和平行坐標中的一致化繪製和交互式提取關鍵算法，實現二者的交互，使科研人員、數據分析人員能都多維多角度的對關心的數據進行可視化表達；通過可視化的關聯分析和聚類分析能夠直觀再現數據的分布特徵、關聯特徵和聚類特徵。本發明可用於風暴潮、赤潮、ENSO循環等海洋現象的知識發現，為理解、重建、認知海洋現象提供新思路。應當理解的是，上述針對本發明較佳實施例的表述較為詳細，並不能因此而認為是對本發明專利保護範圍的限制，本發明的專利保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.海洋環境的可視化方法，將海洋環境三維場景同平行坐標法結合，具體包括以下步驟 第一步、海洋環境的三維場景和平行坐標建模； 第二步、建立基於海洋環境三維場景和平行坐標的多維要素一體化繪製和交互式提取算法; 第三步、多維海洋環境數據關聯特徵、聚類特徵表達。
2.根據權利要求I所述的海洋環境的可視化方法，其特徵在於，所述第一步包括以下步驟 1.1、基於空間網格模型進行海洋環境三維場景建模，通過可視化方法的集成，實現基於三維場景的多維集成表達； I. 2、根據海洋環境數據特點和應用分析需求，改進傳統平行坐標表示法，使其適應海洋環境數據； I. 3、建立海洋環境三維場景和平行坐標中多維數據傳遞和調度機制。
3.根據權利要求2所述的海洋環境的可視化方法，其特徵在於，所述步驟I.I還包括以下步驟 I. I. I、通過將海洋環境抽象為海洋外部、海洋表面、海洋內部和海洋底部四個層次,然後分別建立網格模型作為可視化表達的載體； I. I. 2、將具有時空特徵的網格場數據離散到三維格網節點矢量要素值； I. I. 3、一維的點數據和二維的線數據則作為特徵對象獨立繪製，並嵌入三維空間網格遙感反演數據作為浮動圖層動態添加並嵌入三維空間網格中。
4.根據權利要求3所述的海洋環境的可視化方法，其特徵在於，所述步驟I.2包括以下步驟 I.2. I、計算屬性維度的均值、標準差、數據頻次信息，在相鄰維度間，通過定義關聯規貝U，動態計算關聯規則的置信度和支持度，並標示在平行坐標軸； I.2. 2、在坐標軸中加入動態滑竿，結合均值和標準差，交互地對數據進行聚類，確定特定屬性維在低於均值、均值、高於均值區間內與其他屬性維度的相關性； 1.2. 3、針對標量數據，在坐標軸上直接顯示標量屙性值或變化量，針對矢量場數據，通過矢量方向分解，轉換為標量值顯示在坐標軸上。
5.根據權利要求4所述的海洋環境的可視化方法，其特徵在於，所述第二步具體包括以下步驟 2.I、建立從多維數據到三維場景和平行坐標的二維傳遞函數，實現從三維網格場數據的屬性值、梯度值到顏色、灰度、透明度之間的一致映射； 2.2、建立適合海洋網格場數據的八叉樹LOD實時繪製算法，實現大數據量的三維場數據和平行坐標的一致渲染； 2.3、採用動態滑竿技術實現平行坐標中網格場數據的交互式提取；基於模型-視點矩陣實現三維場景中網格場數據的交互式提取。
6.根據權利要求5所述的海洋環境的可視化方法，其特徵在於，所述步驟2.I包括以下步驟.2.2. I、建立對屬性數據的256 * 256 * 256色映射，實現從屬性值到灰度值的映射；.2.2. 2、建立分段線性函數，實現梯度到透明度的映射； . 2.2. 3、建立二維傳遞函數，根據體素的顏色和透明度對三維場景和平行坐標中對數據進行整理渲染。
7.根據權利要求6所述的海洋環境的可視化方法，其特徵在於，所述第三步具體包括以下步驟 3.I、通過關聯規則可視化分析方法，篩選出最相關維度； 3. 2、通過可視化的聚類分析、均值提取，實現相關維度之間的聚類特徵表達，並根據聚類結果進一步細化多維數據關聯規則。
8.根據權利要求7所述的海洋環境的可視化方法，其特徵在於，所述步驟3.I具體包括以下步驟 3. I. I、固定一維，分別預定義該維度與其他維度的關聯規則； 3. I. 2、設置關聯規則的置信度閾值，在平行坐標中對多維數據進行可視化； 3.I. 3、計算所選維度與另一維度關聯規則的支持度和置信度； 3.I. 4、根據置信度關係，保留高於最小置信度的維度，剔除小於最小置信度的維度，得到具有關聯關係的多維屬性及其置信度； 3.I. 5、重複步驟3. 1.3,3. I. 4，計算所選維度與其它所有維度的置信度，最終得到具有關聯關係的多維屬性及其置信度。
9.根據權利要求8所述的海洋環境的可視化方法，其特徵在於，所述步驟3.2包括以下步驟 . 3.2. I、對多維數據進行層次劃分，根據分析需求，動態輸入分類參數； . 3.2. 2、計算聚簇的平均值，並繪製在平行坐標中，均值線周圍的帶表示聚簇覆蓋的範圍，帶與坐標軸相交的上邊緣是簇中數據在該維上的最大值，下邊緣為最小值； . 3.2. 3、對同一聚簇採用一致的顏色，根據聚簇密度動態計算透明度，在聚簇中心設置較低的透明度，在聚簇邊緣設置較高透明度，通過一致化映射實現三維場景和平行坐標的一致表達； . 3.2. 4、根據多維數據的聚簇結果進一步修正和細化第一步中預定義的多維數據關聯規則。
全文摘要
本發明公開的海洋環境的可視化方法，將海洋環境三維場景同平行坐標法結合，具體包括以下步驟第一步、海洋環境的三維場景和平行坐標建模；第二步、建立基於海洋環境三維場景和平行坐標的多維要素一體化繪製和交互式提取算法；第三步、多維海洋環境數據關聯特徵、聚類特徵表達。本發明可用於風暴潮、赤潮、ENSO循環等海洋現象的知識發現，為理解、重建、認知海洋現象提供新思路。
文檔編號G06T17/05GK102855662SQ20121025892
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者劉健, 範湘濤, 譚劍, 朱俊傑, 杜小平 申請人:中國科學院對地觀測與數字地球科學中心