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地球物理数据是地学数据中的一种,地球物理数据有重力数据、电法数据、地震数据等。这些均为属性数据,我们用这些数据,通过地球物理方法,反映出地下结构。地球物理以及地学数据均为空间数据场,而空间信息可视化技术就是给数据以形象。通过视觉效果,我们能够探讨空间信息所反映的规律和知识。如今可视化技术在3S中应用十分广泛。作者应用空间可视化技术对地球物理数据包括重力、电法、磁法等数据实现了三维可视化。
本软件用VC实现了对重力数据,电法数据等的地球物理数据进行交互式可视化,为地球物理解释工作提供了便利。作者用模块化构模的方法进行编程,把本软件做成模块化软件,为以后功能的扩展提供了便利。本软件分为四个模块,第一个模块为二维模块包括等值线的绘制和填充。第二个模块为三维空间中曲面的生成和地形起伏图的可视化。第三个模块为空间延拓平面的交互式可视化。第四个模块为空间剖面的交互式可视化。
1、二维等值线的生成和填充。通过输入grd格式文件,本软件能够实现等值线的自动生成。通过人工交互式操作,能够添加或删除等值线,更改等值线等级。本文的等值线生成采用传统的追踪方法。
2、空间曲面的生成,作者把地球物理的网格化的数据转化成规则TIN数据(规则二角网格数据),利用空间三点共面的原理,将不同的属性值赋予不同的颜色,运用编程工具VC和OpenGL在三维空间中实现交互式可视化,本软件支持旋转、缩放、选择色阶、视点移近移远等不同的操作,使传统二维枯燥的图形更加生动。通过对不同轴向的缩放,和旋转,更加形象,更能够突出异常。
3、地形图可视化,本软件将grd文件模拟地形起伏图进行绘制,更能够清晰的看到数据场的空间分布情况。对数据的异常和空间分布有更清晰的认识。为地球物理解释工作者提供了直观的视觉享受。
4、空间延拓平面的的可视化。重力数据是对空间不同延拓高度的空间数据场。本软件用VC和OpenGL实现了空间不同延拓高度的网格数据的交互式可视化。使用者能够选取操作任意录入的不同高度的延拓平面,而且还能够通过选取操作,选择不同高度的平面,进行平移操作,从而对照不同高度的重力异常。改变了传统的使用者拿几张图纸进行对照的枯燥操作。通过交互式操作,使用者能够实现旋转、缩放等操作。使显示的立体效果非常明显。
5、空间剖面的可视化。与重力数据不同,地震和电法数据为剖面数据。本软件能够实现不同剖面的拾取,显示等可视化操作。
本文详细的介绍了软件设计所遵循的软件工程的原理、方法,软件各模块的设计思路,实现方法,在地球物理数据中应用的实例。本软件采用自顶向下的设计方法,严格遵循软件工程的设计方法,软件设计遵循软件工程的设计思路,分为需求分析阶段,设计阶段,维护阶段,并且为以后的扩展提供了方便。
各模块内部也采用自顶向下的设计方法。先设计模块的整体,如先设计好数据录入部分,软件采用的数据格式,软件功能特征,软件采用的建模方法,然后再依据设计好的流程图,具体填充各个方法,功能模块。