景观可视化及其应用

西北林学院学报２０１７，３２（４）：２０９～２１６　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—７４６１．２０１７．０４．３５　

基于可视化技术的景观信息模型构建与应用研究　

篦，李康康，洪海洋，谢福春，赵广宇　

（东北农业大学园艺学院，黑龙江哈尔滨１５００３０）　

摘　要：随着数字媒体和计算机科学的广泛应用，景观可视化技术取得了前所未有的发展，全面了　

解景观可视化技术是推动景观信息模型建设和应用的关键。在深入研究景观信息模型建模技术的　基础上，对地形模型、植被模型、水系模型、设施构建、动物和人以及气氛环境等可视化模型表达技　

术进行详尽阐述，并展开景观信息模型构建方式的应用讨论，创新性地提出集成多种景观软件，能　

以交互的可视化形式呈现出景观场地内的模型信息，并可以进行参数化的输入与输出的景观信息模　型构建平台，引出一套具清晰思考逻辑的景观设计流程。以山东邹城邾国故城遗址公园景观设计过　

程为例，探讨模型构建在景观中的应用，以期景观可视化技术在园林设计中发挥更多的功能。　

关键词：景观可视化；模型构建应用；软件平台选择；景观信息模型　

中图分类号：ＴＵ９８６　文献标志码：Ａ　文章编号：１００１—７４６１（２０１７）０４—０２０９—０８　

Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｌａｎｄｓｃａｐｅ　Ｍｏｄｅｌｓ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　

ＷＡＮＧ　Ｋｕｎ，ＬＩ　Ｋａｎｇ－ｋａｎｇ，ＨＯＮＧ　Ｈａｉ—ｙａｎｇ，ＸＩＥ　Ｆｕ—ｃｈｕｎ，ＺＨＡｏ　Ｇｕａｎｇ－ｙｕ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ，ＨｅｉｌｏｎｇＪｉａｎｇ　ｌ５００３０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｍｅｄｉａ，ｌａｎｄｓｃａｐｅ　ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　

数据可视化技术及其应用展望　

马云峰　中秋玲　１．黄委会洛阳通信管理处河南洛阳４７１　０００　２．黄委信息中心通信调度处河南郑州４５０００３　

【摘　要】数据可视化技术有着广阔的发展和应用空间，愈来愈受到人们的关注。本文给出了数据可视化技术的概念，描述了科学　

计算可视化技术的应用以及信息可视化技术的发展，并介绍了我国可视化技术的现状。　【关键词】数据可视化技术　科学计算可视化　信息可视化　

中图分类号：ＴＰ３９文献标识码：Ａ文章编号：１００９—４０６　７（２０１　０）ｌ　２—１　３９－０１　

科学技术的发展，特别是计算机技术的迅猛发展，使人类产生与获取　

数据的能力成数量级地增加。面对这浩如烟海的数据，想通过人工分析这些　

数据从而得以深刻理解并进一步形成正确的概念和看法几乎是不可能的了。　

人们需要新的技术来帮助理解这巨大数量的数据。数据可视化技术正是在这　

样的背景下产生的。　１、科学计算可视化　

随着计算机技术的发展，数据可视化概念已大大扩展。高技术研究需　

要试验，但试验需要花费大量的人力物力，且要受到很多客观条件的制约。　

所以大量的试验是在计算机上通过数据模拟进行的。例如在核武器研究领　

域，我国已经加入了核禁试条约，不能再做物理的原子弹爆炸实验了，但是　

有关核弹的研究与制造工作还得进行，这需要在计算机上进行数学模拟，并　

用科学计算可视化技术显示其结果。此外还有石油勘探领域，通过科学计算　

可视化技术可以依据勘探的数据绘制出地下的石油分布图。在气象预报领　

域，科学计算可视化能在繁多的数据中总结出风云变幻的趋势。　

接触撞击是许多工程领域中都会遇到的，其中有的是人们需要利用它　

来达到某种目的，如金属薄板的模压成形和金属的锻造等；有的则是人们力　

求降低或避免的，如汽车的相撞。无论是需要而利用它还是不需要而防止　

它，都必须对其物理机理进行研究。过去这种研究只能通过理论分析或实验　

进行，因此受到许多限制，复杂物体或复杂环境下往往无法进行。今天可在　

维普资讯 第６期　刘孟仁等：软件可视化技术及其应用研究　程序可视化和算法可视化。　・程序可视化（ＰＶ：Ｐｒｏｇｒａｍ　Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）　指对程　序代码或数据结构的静态或动态特征进行的可视化。　可分为静态代码可视化、动态代码可视化（代码动画）、　静态数据可视化、动态数据可视化（数据动画）＝　・算法可视化（Ａ１Ｓｏｒｌｔｈｍ　Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）　指对软件　高层抽象的可视化。也有一个从静态到动态的范围问　题，所以分为静态算法可视化、动态算法可视化（算法动　画）。流程图是一个简单的静态算法可视化的例子：　・可视程序设计（ＶＰ：ｖｉｓｕａｌ　Ｐｒｏｇｒａｎｍｆｉｎｇ）　指在构　造程序时，利用“可视的”技术对程序进行规范说明。ｖ　ｓｕａｌ　ＢＡＳＩＣ和Ｖｉｓｕａｌ　Ｃ＋＋就是具有一定可视编程能力　的可视程序设计语言：ｖＰ本身已形成一个领域。ＶＰ和　ＳＶ之间的主要差异是蕴含的目标：ＶＰ试图使程序的规　范说明与设计变得较容易，而ＳＶ试图使程序和算法变　得较容易理解。ＶＰ本身可以传递程序的信息，它是静　态代码／数据可视化的一种。许多ＶＰ系统就提供了某　种ｓｖ，但这并不是它的主要功能。　・示范程序设计（ＰｂＤ：Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ　ｈｖ　Ｄｅｍｏｎｓｔｍｔｉｏｎ）　示范程序设计是通过用户的演示实例来实现程序的　规范说明。它是一个类似于ｓｖ的与ｖＰ有关的领域．在　早期的文献中有时称作实例程序设计（Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ　ｂＹ　Ｅｘａｍｐｌｅ）。意思是用户创建一个程序时可以不需要高级　的程序设计技巧，可以只演示一个实例，而由系统推导　一个程序。因此，如果用户知道如何在计算机上完成一　个任务，那么就可以建立一个程序去完成该任务。　・计算可视化（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ　Ｖｉｓｕａｌｉｚａｆｉｏｎ）　计算可视　化是包含像硬件性能方面的ｓｖ，有时称为性能可视化　（Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｌｏｎ）。这种可视化对于多处理机体　系结构上的负载均衡或性能优化是很重要的：　３软件可视化系统的构成　当ｓＶ系统开发人员开发ｓｖ系统时，他要解决技术　问题是如何将程序（行为）特征映射至图形（动画）表示．　这就决定了ｓｖ系统的功能和性能，故程序、映射、图形　就是ｓＶ系统的三要素。当ｓｖ系统运行时．对应于三要　素涉及三类参与者：编制被可视化程序的程序员，他在　编写程序时，并不一定知道他们的程序将被可视化；定　义和构造映射的可视化人员或动画制作人员，他们按ｓｖ　系统的功能和使用要求作出规范说明．实现ｓｖ系统与　被可视化的程序（或算法）的关联和应用；可视化的最终　用户观察者，他们以静态方式或通过交互与导航方式观　察可视化结果＝图２是软件可视化系统构成示意图：　程亭晶　【抽象韶霆　矗磊方法．　观察者　圈臣　＞囤　图２程序可视化系统　４软件可视化系统的实现策略　要构造一个ｓｖ系统需要考虑与ｓｖ系统三要素有　关的诸多问题，可归纳为七个方面：应用范围、可视内　容、规格说明方法、数据采集时间、交互手段、表现形式　和效果。　（１）应用范围（Ｓｃｏｐｅ）指ｓｖ系统可以对哪些程序进　行可视化，包括通用性（Ｃ，ｅｎｅｒａｌｉｔｙ）和规模度（Ｓｃａｌａｂｉｌｌｔｙ）。　一个通用ＳＶ系统能够对一个特定类型中的任意程序进　行可视化，其约束条件只能是硬件条件、操作系统类型、　编程语言种类、是否允许并行程序和应用的某些限制　等；否则称为实例系统：ｓｖ系统规模度指系统所能处理　的最大程序和最大输入数据集。这个特性只涉及到系　统的基本限制，它确定对大型程序提供可视化的优良程　度。目前大多数系统从技术上说能够对大型程序和数　据集进行可视化，但很少有被证实的例子。　【２）可视化内容（Ｃｏｎｔｅｎｔ）指ｓｖ系统可以对程序的哪　些方面进行可视化，包括程序可视化和算法可视化，其　中又有静态和动态之分：程序和算法二者之间的区别　是细微的，一般认为．如果所设计的系统在于研究用户　的一般算法，则把它归为算法可视化类；如果系统在于　用户实现某种具体的算法，那么它更像是程序可视化：　程序和算法可视化都涉及代码、控制流、数据结构和数　据流的可视化程度。例如，代码可视化有整齐打印源代　码、结构图，调用树等；数据结构可视化有复合数据结构　图，数据流可视化有数据流图、调用堆栈的活动视图等：　（３）规格说明方法（Ｍｅｔｈｏｄ）指ｓｖ系统实现可视化时　的规格说明方法，包括可视化规格说明式样及与被可视　化程序的连接方法。　可视化规格说明式样有多种。预定义方法采用固定　的映射方式，以便　程序得到程序流程图、模块间相互调　用图和用不同色彩显示结构化语句不同层次代码等；注　释方法的主要思路是：先构造一个动画子程序库，对源程　序进行分析处理，在必要的地方添加某个动画子程序，动　画子程序的参数从源程序中提取，最后得到一个程序执　行与动画演播同时进行的新程序；触发方法是在“程序状　态　（程序中某几个有代表性的数据值）和图形表示之间　定义某种联系，用程序状态的改变触发图像的相应改变；　还有提供用户可视化语言，支持用户以指令方式编写可　视化代码或以规格说明方式描述可视化等。　连接方法是指可视化与被可视化软件之间是如何　连接的。首先，有侵略式和非侵略式之分。侵略式影响　源代码．如在感兴趣的事件处加入打印可视化命令的语　句，前面提到的注释方法等：非侵略式不影响源代码．　如提供了某种可视化的执行环境【解释器或编译器），可　视化者以一种声明方式附加非侵略“探头”到数据结构　或代码上．实行监控显示。其次是代码无知允许性问　题。如果可视化系统不是完全自动化的，那么对被可视　化的程序代码要有一定程度的了解，完全自动可视化系　统有高的代码无知允许胜。第三是可视化系统与程序　代码耦台问题。太多数系统与被可视程序是紧耦合的，　只有事后处理系统根本不需要任何耦台。　（４）数据采集时间（Ｄａｔａ　Ｇａｔｈｅｒｉｎｇ　Ｔｉｍｅ）指可视化所　依赖的数据收集时间是在编译时还是在运行时，或是在　二者之中。一般来说，仅依靠在编译时采集数据的系统　只限于静态可视化，运行时采集数据才能实现动态可视　化和交互的可视化系统。　

自动气象站资料的可视化及其应用

刘 军1 ， 喻迎春1 ， 郑劲光２

（1.江西省气象局，江西 南昌 330046；2.抚州市气象台，江西 抚州 344000）

摘 要：利用VB6.0语言，对自动气象站记录的数据进行可视化处理，生成各种图形产品，并应用到日常的电视天气预报节目中，从而不但能及时向社会公众介绍最新的气象信息，而且也能通过各种气象要素的可视化显示，进一步丰富电视天气预报节目的内容，提高画面的可视性。

关键词：自动气象站 资料 可视化 应用

中图分类号：P415.1+2；P413 文献标识码：B 文章编号：1007-9033（2005）03-0057-02

在以往的电视天气预报节目中，介绍天气实况时，由于使用的是GD－05资料，所以无法介绍当天的天气实况，时效性较差。随着自动气象站的建成，实时提供气象实况资料已成为可能。对自动气象站资料实现可视化，并生成适合电视播放的各种图形产品，不但能及时向社会公众介绍最新的气象信息，而且也能通过各种气象要素的可视化显示，进一步丰富电视天气预报节目的内容，提高画面的可视性。

1 资料的处理

由于自动气象站的数据量非常庞大，无法保存也不需要保存到本地硬盘，所以在每次使用时，应直接调用网络中心的数据库。调用方法为：启动VB6.0后，进入“工程”、“引用”Microsoft ActiveX Data Objects2.5 Library 和Microsoft ActiveX Data Objects

Recordset2.5 Library。调用数据库的程序语句为：

sStr="rovider=SQLOLEDB.1assword=xzjkkjzxersist Security

Info=True;User ID=kjzx;Initial Catalog=jxqxdb;Data Source=172.20.112.195"

Call pcnZDZ.Open(sStr)