WRF(Weather Research Forecast)模式,即中尺度天气预报模式,用于大气模拟、数据同化和数值天气预报。WRF模式运行计算出来的数据存储格式主要为NetCDF格式。目前,已经有NCAR Graphics、Vis5D和GRADS等软件可以分析处理该模式输出的数...
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WRF(Weather Research Forecast)模式,即中尺度天气预报模式,用于大气模拟、数据同化和数值天气预报。WRF模式运行计算出来的数据存储格式主要为NetCDF格式。目前,已经有NCAR Graphics、Vis5D和GRADS等软件可以分析处理该模式输出的数据文件,但是这些软件系统一般服务于科学研究,有些可能需要使用者自己编程,同时有些软件对于使用者而言很难与之交互,无法与数据直接交互,以及没有记录使用软件系统的操作。此外,一些第三方插件可以读取WRF模式的数据,如***作为Excel的一个插件,用表格展现NetCDF文件中的数据,因此数据特性无法得到展示,用户无法获取对数据的直观认识。为了增强用户对WRF气象模式数据的直观性认识,提高用户和平台的交互性,方便用户查询数据以及对可视化结果进行控制,针对WRF模式系统计算输出的气象数据,本论文首先重点分析NetCDF的数据格式和NetCDF数据文件读取方法,研究数据可视化相关算法,着重对树图算法进行仿真比较分析并应用,分析OpenGL等绘图方法的具体应用,然后分别对平台功能,平台流程以及平台框架进行设计,最后基于Qt桌面开发框架,使用OpenGL 3D和多种2D图形图表绘制工具,结合面向对象思想和三层架构,开发WRF模式气象数据可视化展示与交互平台。该平台融合了数据可视化的多种分析处理组件,用户能够按需读取WRF气象数据,平台可以高效率地可视化用户读取的数据,且用户可以与读取的数据交互,交互结果以二次可视化呈现,从而WRF模式气象数据能够可视化显示。整体上说,该平台能够在一定程度上帮助气象研究和从业人员分析处理WRF模式运行输出的气象数据。平台提高了用户与数据的交互性,具有数据二次可视化功能,可以记录用户的操作行为,同时平台具有良好的移植性和可扩展性。
WRF(Weather Research Forecast)模式是新一代中尺度天气预报模式[1]。NetCDF[2]是该模式的主要输出文件的格式。目前,处理NetCDF文件的气象分析软件很多,但这些软件都是客户端应用软件,都是给专业的气象科研工作者投入使用的,无法给广...
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WRF(Weather Research Forecast)模式是新一代中尺度天气预报模式[1]。NetCDF[2]是该模式的主要输出文件的格式。目前,处理NetCDF文件的气象分析软件很多,但这些软件都是客户端应用软件,都是给专业的气象科研工作者投入使用的,无法给广大的用户使用。此外,Excel还提供了第三方插件***[3]件读取WRF模式的数据,其以表格的形式来显示NetCDF文件中的数据,但不能直接从表格中看出数据的本质规律。为了增强用户对WRF气象模式数据的直观性认识,方便用户并发访问、可视化并操作WRF模式系统输出的气象数据,我们将实现在网站上可视化WRF气象数据。本论文首先重点分析NetCDF的数据格式、文件读取方法以及数据存入数据库操作。接着对网站进行需求分析,确定网站的总体功能模块、具体功能实现模块、网站的设计流程、目标以及总体框架。然后研究数据可视化相关算法,稳定预测算法,并着重对PSO-SVR算法进行研究,仿真分析及应用,研究分析WebGL、NCL等可视化的方法及应用。最后基于SSH框架,使用WebGL、NCL等可视化技术,以2D图形技术绘制图表辅助历史气象数据可视化分析,使用Java Web多种技术开发可视化页面以及用户交互页面,来开发基于WRF模式气象数据的可视化展示和交互的网站。该网站包含多个数据可视化技术组件以及温度预测组件,使用该组件可以快速帮助用户可视化数据,并且用户可以有效地读取数据库中的气象数据并以图表形式进行历史气象数据分析,同时还能够帮助用户预测温度数据。以上完成了可视化WRF气象数据网站的开发。综上,该网站能够帮助气象研究员操作、分析WRF模式的气象数据,帮助用户可视化并操作气象数据,可以获取可视化后的气象数据来分析数据规律。
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