收藏本站
《中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心)》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

空间环境可视化关键技术研究

贺欢  
【摘要】: 随着人类活动范围的扩张,太空已成为航天活动和科学探索的重要场所,空间环境对人类生活、生产活动,特别是军事活动领域内的影响日益显著。然而由于空间环境的复杂性和特殊性,人类至今还未完全掌握空间环境要素变化规律及其相互作用关系。可视化技术作为知识理解和发现的工具,提供了一种让不可见对象可见的方法,具有认知分析和交流功能,能加快数据处理速度,是发现和理解科学规律的有力工具。为此,本课题围绕空间环境可视化这一中心点,从空间环境可视化要素分析、可视化框架建立、数据组织管理、数据的绘制以及用户交互控制过程几方面分析讨论空间环境可视化的关键技术。 从建立地球空间环境可视化系统的角度,对所有涉及的空间环境要素进行了深入分析,以表格和图形的方式归纳出描述每种空间环境要素模式的输入、输出参量及相关的参考坐标系统。 对太阳系范围内所涉及的坐标系统进行了深入调研,包括坐标系的定义,对空间位置的坐标表达方法、坐标系适合表达的数据类型,以及坐标系之间的相互转换关系。借助图形引擎中场景图的思想,建立了一个统一的可视化框架,能适应多种空间环境和空间科学探测任务的可视化需求。 合理有效的数据管理方法能改善程序的运行效率,根据目前的应用现状,探索了空间环境数据组织和管理方法,以太阳风数据为例分析了影响程序渲染效率的因素,并提出了进一步改善提高程序渲染实时性的思路。 形象的可视化表达对数据的理解与发现有着极大的辅助作用。立足于数据的映射和绘制阶段,归纳总结了常用的可视化方法,从矢量数据场、标量数据场、实体对象几个方面对空间环境的可视化进行了探索研究。以地磁磁场和太阳风绝对密度数据场为例从点、线、面、体多角度给出了几种空间环境的可视化表达方法,并总结归纳各方法的特点、适应范围。给出了空间环境中对地球、大气、太阳的建模和渲染方法。 好的漫游控制方法能极大的改善可视化效果。分析了漫游控制过程的难点,及其在地球空间环境可视化中的特点,提出了一种约束型的漫游控制方法,在仿真可视化的时间粒度较小时,综合采用基于路径的漫游模式。约束型的漫游控制方法能极大的辅助使用者迅速、便捷的定位目标位置,实现在大尺度场景中对观察对象的精确定位。基于路径的漫游控制方法能较好的适用于时间粒度较小的事件仿真可视化,以及用户无交互需求的可视化场景中。实践证明,两者的结合能较好的满足空间环境可视化系统的用户交互需求。 本文的研究工作为空间环境的研究与应用提供了多样化的技术支撑,为空间科学任务规划提供了重要的仿真分析手段,为空间环境信息系统的建立奠定了基础。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP391.41

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周子勇;王春晓;曾联波;;基于神经网络和GIS的储层裂缝预测与可视化[J];地质与勘探;2011年03期
2 何佳若;曾向阳;;声信号的可视化特征提取方法[J];电声技术;2011年07期
3 朱道学;张瑞;陈金芳;;可视化方法在化工传递研究过程中的进展[J];武汉工程大学学报;2011年06期
4 王开军;;基于降维的聚类可视化技术[J];福建师范大学学报(自然科学版);2011年04期
5 杨爱玲;;信息共享空间环境下的开放存取构建策略[J];兰台世界;2011年15期
6 周广益;钟华;杨健;;基于负指数变换和Mean-shift算法的SAR图像可视化方法[J];清华大学学报(自然科学版);2011年07期
7 余弦;吴锋;;一种危险品运输车辆监控信息可视化方法[J];杭州电子科技大学学报;2011年04期
8 芮小平;张立强;;基于SOM的多维信息可视化研究[J];应用基础与工程科学学报;2011年03期
9 李成;王晨;鞠明;高山;毕笃彦;;基于交叉皮质模型的高动态范围图像可视化方法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2011年08期
10 唐成千;徐本龙;;空间非齐次性和扩散行为对种群规模的影响[J];上海师范大学学报(自然科学版);2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘振兴;;日地空间环境及其对经济活动的影响[A];1996年中国地球物理学会第十二届学术年会论文集[C];1996年
2 王世金;;我国空间环境探测现状与回顾[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十三次学术会议论文集[C];2000年
3 王赤;魏奉思;;子午工程简介[A];中国地球物理学会第二十三届年会论文集[C];2007年
4 高英;黄磊;孙野青;;果蝇、线虫在飞船特定环境下的生命保障实验[A];中国空间科学学会第七次学术年会会议手册及文集[C];2009年
5 王世金;李保权;符养;党建成;;业务型太阳暴监测预警卫星[A];中国空间科学学会第七次学术年会会议手册及文集[C];2009年
6 易小平;陈芳远;卢升安;周开达;;空间环境诱发水稻突变体特异亲和性研究[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
7 林云龙;黄秀英;钱振亚;;空间飞行器充放电效应探测器的发展[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十一次学术会议论文集[C];1998年
8 蔡金荣;林云龙;叶宗海;朱光武;王世金;都亨;任琼英;吴伟;王新中;茆雷梅;孙越强;郭锐;;SJ-5卫星上的单粒子效应研究进展[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十一次学术会议论文集[C];1998年
9 王家龙;叶文学;邹自明;佟继周;陈功;刘新平;;空间环境观象台现阶段太阳光学观测可能发展的服务工作的建议[A];第九届全国日地空间物理学术讨论会论文摘要集[C];2000年
10 张焕新;;空间高能带电粒子探测器的设计[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十七次学术会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 魏峰;战役训练空间环境浅探[N];解放军报;2008年
2 王宪忠;预防微生物污染空间环境[N];中国知识产权报;2004年
3 记者  齐芳 通讯员  李雪;我国太空实验表明空间环境可能对细胞抗体产生影响[N];光明日报;2006年
4 费建芳;“风云际会”的未来战场[N];解放军报;2005年
5 闫德葵 刘雪光;空间环境与材料科学论坛在京举行[N];中国航天报;2009年
6 中科院空间科学与应用研究中心;监测空间环境 保障空间安全[N];光明日报;2008年
7 郑杨;国家重大科技基础设施项目“子午工程”开工[N];经济日报;2008年
8 周毅;我军加速构建气象水文业务新体系[N];解放军报;2006年
9 中国建筑学会顾问 张祖刚;城市与建筑的空间环境和文化艺术[N];中国建设报;2006年
10 李昌兴;给空间环境安上警灯[N];中国气象报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贺欢;空间环境可视化关键技术研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2009年
2 孙扬;多变元网络数据可视化方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 王安慧;基因组信息的计算机可视化若干关键技术研究[D];东北大学;2010年
4 张涛;基于语音特征的帕金森病可视化诊断方法研究[D];燕山大学;2012年
5 张珅毅;中高能粒子探测器的设计与研制[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2006年
6 曲朝阳;智能电网知识可视化引擎的研究[D];华北电力大学(河北);2010年
7 徐永红;基于多元数据子空间坐标图表示的可视化模式识别[D];燕山大学;2010年
8 邓野;CTCS-3测试仿真环境可视化关键技术的研究[D];北京交通大学;2010年
9 杨树忠;复杂网络中的社团检测问题研究[D];北京交通大学;2009年
10 徐华勋;复杂流场特征提取与可视化方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李大林;日、地空间环境仿真可视化技术研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2008年
2 杨钊;现代城市下沉式广场空间设计初探[D];西安建筑科技大学;2005年
3 陈亚建;展示空间中的平面设计[D];南京艺术学院;2007年
4 史澎涛;产品设计与空间环境的互动研究[D];天津工业大学;2008年
5 魏士宝;促进交往的居住区户外空间环境设计研究[D];昆明理工大学;2008年
6 袁珏;重庆主城区商业步行街空间环境研究[D];重庆大学;2002年
7 周东红;景观雕塑及其环境的艺术形态[D];合肥工业大学;2005年
8 孙啸野;“休闲城市”理念下杭州城市空间环境问题及其理论思考[D];浙江大学;2006年
9 王丽;现代汽车展厅空间环境的设计研究[D];合肥工业大学;2006年
10 陈利勇;高速公路服务区空间环境设计初探[D];中南大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026