显示信息

显示信息（共11篇）

显示信息 篇1

0 引言

近年来, 随着计算机技术的飞速发展, 普通的二位显示系统已经不能满足人们在生活、工作、学习、娱乐中的需求, 而日渐成熟的三维立体显示技术越来越受到人们的关注并得到了广泛应用。现如今裸眼立体显示技术已经在医疗[1,2]、广告[7]、娱乐[8]及视频通话[3,4,5]等方面有了实际应用。然而, 若要将地理信息系统这种庞大数据在裸眼立体系统上显示出来并对其进行实时查阅, 以往的裸眼立体显示系统便显得并不是很合适。本文介绍了一种通过大尺寸、多视点、可实时处理的裸眼立体显示系统来展示GIS信息的方法[6,11], 它可以帮助观众更高效的获取3D GIS信息, 增强观众对空间位置的感受。本文重点讲述了如何对自由立体图像进行同步处理以及在多视点自由立体显示屏上对多个图形进行校准的方法。

1 系统的硬件配置

如图1.1 所示, 整个投影系统由PC系统, 投影仪阵列和多视点自由立体显示屏构成。[8]PC系统由24台PC机构成, 其中1 台为主机剩余23 台为从机共同控制24 台投影仪。投影仪阵列是有24 台投影仪组成4*6 的投影仪矩阵。本系统中的PC机的CPU均为Intel (R) Core (TM) I5-4460, RAM容量为8GB, 网络总带宽为1Gbps , 投影仪所采用的分辨率均为1280*800。[3]

2 多视点图像的同步

2.1 多视点图像的渲染

通过不同的投影仪投出不同的图像形成多视点图像。通过3D引擎 (如Open GL或Direct X) 渲染出的图像由虚拟摄像机的视图矩阵和投影矩阵决定。如图所示。3.3, 代表观众的左眼和右眼的位置。虚拟世界中的虚拟摄像机左视区应符合现实世界中的视域。右视区拟摄像机的视域在虚拟世界应该与现实世界中的视景体。根据文献[8], 虚拟摄像头的设置必须满足公式 (2.1.1) :

O代表眼睛的位置。

假设点O到平面ABCD的距离是Ds;对称视锥O'A'B'C'D'的视图矩阵是Mv透视矩阵是Mp, 视点变换矩阵是Mvp, 虚拟世界中点p的世界坐标是 (x, y, z, 1) 。在由虚拟相机渲染出来的二维图像O'A'B'C'D'中点p的坐标是p•Mv•Mp•Mvp。

由以上条件, 我们得出点p在Pl' A' B 'C ' D' 中的坐标可由如下公式导出:

通过公式 (2.1.2) 可知通过对称视锥体可以推出不对称视锥体, 新视点的试图矩阵是, 透视矩阵是。这样一来我们可以根据水平视差和全视差的不同情况利用公式 (2.1.2) 进行多视点虚拟相机的设置。本文采用的系统中有24个视区, 通过局域网每个视区的虚拟相机共用DCBAO'''''虚拟相机视图矩阵。当三维地理信息系统的场景发生变化时, 系统的主机将虚拟摄像机的视图矩阵和透视矩阵发送给每个从机。

由于24 台投影仪24 台不同的电脑控制, 所以每个视点的图像渲染所需的时间可能会不同。如果不同视点图像渲染所用的时间过长, 那么我们的双眼就会观察到不同时刻的图像。为了防止这种情况出现, 我们需要考虑在对静态数据和动态数据进行处理时可能出现的不同步的情况。

本系统采用osg Earth三维地形引擎这一包含节点树结构的引擎来处理三维GIS系统, 如图2.1, 包含一个根节点和两个子节点mapnode和mobilegroupnod e。mapenode管理GIS栅格数据和矢量数据等静态数据。mobilegroupnode管理地理空间中移动的对象, 例如飞机、汽车等等。

2.2 栅格数据与矢量数据的同步

多细节层次 (level of detail, LOD) 技术已被广泛应用于三维GIS栅格数据和矢量数据的快速加载。首先, 栅格数据依照必应地图 (Bing Map) 公约转换为瓦片地图格式。其次, PC客户端使用osg Earth引擎加载瓦片地图渲染自身视点图像。由于虚拟相机位置的不同, 可能会产生不同程度栅格数据, 不过因为同一地区的栅格数据的不同只是分辨率不同, 所以从观察者的角度很难看出不同视角上不同缩放级别的差异。

基于以上分析, 对于栅格数据和矢量数据等静态数据, 我们只需考虑虚拟相机的同步。因为模型视图矩阵和投影矩阵的数据大小是256 字节, 所以由网络传输引起的延迟时间可以被忽略。假设三维GIS系统显示时的帧率是60Hz, 那么所需的传送速率为15360字节每秒, 仅仅占了系统的网络带宽1Gbps的0.01%。因此, 并不需要考虑网络的时间同步机制。PC客户端只需要读取最新共享的试图矩阵和投影矩阵并来渲染三维GIS场景的新一帧就可以了。如图2.2.2。

2.3 三维GIS系统中移动模型的同步

三维GIS中的空间的每一点都有其当地的坐标系和相对于世界标系的变换矩阵MGL。X轴指向东;Y轴指向北;Z轴平行于地球中心与坐标系原点的连线。假设在三维地理信息系统中有许多飞机在不同位置飞行。如图所示, 图2.3.1 每架飞机都有自己的局部坐标系kmn , 相对于当地的地理坐标系的变换矩阵为MBL。螺旋桨局部坐标系pqr相对于飞机局部坐标系的变换矩阵为MSL。因此, 变换矩阵形式的螺旋桨局部坐标系到世界坐标系是MGL*MBL*MSL, 如图2.3.2。在osg Eart中, 每个变换矩阵对应一个矩阵变换节点。

这样以来, 在系统中利用主机向从机发送所有的当前视锥体下需要调整的变换矩阵和它的节点名称, 变换矩阵按照名字来依照折半插入法进行排序。PC端就可以通过搜索节点的名字来设置相应的变换矩阵节点。

3 显示校正

本系统通过24 个投影仪从不同位置将不同视点的图像进行投影来获得视差图, 但是由于投影仪摆放位置的不同, 会因为透视效果使图像发生扭曲。如果不对图像进行校正, 最多只能得到一个正确的图像, 投影形成的均是不规则四边形。如图3.1

现在将两个投影仪都视作一个点, 那么在XOY平面内, 投影仪A投出的点 (x, y) 到投影仪B投出的点 (X, Y) 的变换关系为,

有图也可看出, 可通过四对点, (A, A’) , (B, B’) , (C, C’) , (D, D’) , 对投影仪B进行校正。这里通过GLSL脚本在GPU中对图像进行校准, 先由Open GL渲染三维GIS数据的帧缓存对象 (FBO) , 再由GPU读取FBO作为纹理校正, 最后输出最终得到的图像到屏幕, 见图3.2。

4 结论

就目前所采取的方法而言, 同步上并不会出现可以被人眼可以观察到的问题。但是在图形校正上由于投影阵列距离显示屏为4m, 屏幕尺寸为2m*1.25m, 而投影仪的分辨率仅为1280*800, 导致每像素点在屏幕上线度为1.5mm, 并不能忽略不计且并不能整除投影仪之间的距离, 所以目前的校正并不是完美效果仍会产生垂直视差。这也是下一步需要解决的问题。

摘要：为了达成显示动态三维地理信息系统 (Geographic Information System, GIS) 场景的立体视差和运动视差的目的。本文讲述了如何利用投影仪阵列构成的多视点自由立体投影显示系统, 重点阐述了三维GIS信息的在PC端的同步传输以及投影图像的校正。并以此方法构建的系统在展示GIS信息时得到了较好的裸眼立体视觉体验。

关键词：多视点自由立体显示系统,GIS信息同步,图像校正

参考文献

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[3]陈龙龙, 管声启, 马柯, 等.大型集团企业视频会议系统设计与应用[J].软件, 2014, 35 (5) :40-44.

[4]刘兴华, 奚宏生.视频业务的分布式协同接入控制建模[J].新型工业化, 2013, 3 (1) :68-78.

[5]张阿静, 温向明.基于MPEG4视频流的Qo E质量预测模型[J].新型工业化, 2011, 1 (11) :11-16.

[6]Tianqi Zhao (赵天奇) , Xinzhu Sang (桑新柱) , Xunbo Yu (于迅博) , Xin Gao (高鑫) , Peng Wang (王鹏) , Yangdong Liu (刘养东) , Songlin Xie (谢松林) , Binbin Yan (颜玢玢) , Chongxiu Yu (余重秀) , and Daxiong Xu (徐大雄) .High dense views auto-stereoscopic three-dimensional display based on frontal projection with LLA and diffused screen[J].CHIN OPT LETT, 2015, 13 (1) :011001-011001.DOI:http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?uri=col-13-1-011001.

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[8]姚李俊.裸眼3D技术在动画中的应用研究[J].品牌, 2014, (12) :p.143-144.Lijun Yao, Research on the application of 3D technology in animation[J], Brand, 2014, (12) :p.143-144.

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[10]Edler Dennis, Bestgen Anne-Kathrin, Kuchinke Lars, Dickmann Frank, True-3D Accentuating of Grids and Streets in Urban Topographic Maps Enhances Human Object Location Memory.PLOS ONE, 2015.10 (2) :p.e0116959 1-15.

[11]Gao X, Sang X, Yu X, et al.Aberration analyses for improving the frontal projection three-dimensional display.[J].Optics Express, 2014, 22 (19) :23496.

显示信息 篇2

为了安全，可以关闭这些信息。

方法很简单，只需在 nginx.conf 的 http { 里头加入 server_tokens 的参数

例如：

[plain]

http {

include   mime.types;

default_type application/octet-stream;

server_tokens off;  #关闭版本显示

client_header_timeout   3m;

client_body_timeout    3m;

send_timeout        3m;

使用 curl 工具测试结果如下：

[html]

HTTP/1.1 301 Moved Permanently

Server: nginx

Date: Fri, 11 Dec 01:47:53 GMT

Content-Type: text/html

Content-Length: 178

Connection: keep-alive

Keep-Alive: timeout=20

显示信息 篇3

据美国一项对教育者、家长和学生的最新调查显示:与几年前相比,学生更加愿意用一些个人技术工具来学习专题内容、与同学合作及完成作业,然而,学校通常要求他们关机,不让他们接触课外学习所需的数字化资源。

该调查每年进行一次,这已经是第六次。美国2万多名中小学生、2.8万名教师、2.1万位家长及3000名行政管理人员参加了在线调查。

这份名为《对国家研究计划畅所欲言》的调查报告指出:绝大部分教师没有充分运用已经被初中和高中生广泛采用的技术工具。报告建议,应该让学生在决定新技术如何促进学习的过程中发挥一个更加正式的作用,这些新技术尤其包括移动通讯设备及社交网站等。

报告认为:学生实际上是一个“先进的数字团队”,指引我们把不断涌现的新技术有效应用于教学和学习中。报告说:今天的学生是新技术的早期应用者,他们可能是预言者或者至少是应用技术来改革教育的预言者。

被调查的大多数高中生认为:他们并未为新技术做好准备。大量的初中生和高中生认为,由于学校限制上机时间,对一些网站进行屏蔽,以及禁止使用移动设备,妨碍了他们在学校中有效应用新技术。

报告建议:可以通过以下途径来促进信息技术在学校中的应用,如让学生有更多机会接触网络工具和数字化课程;扩大教育游戏和模拟实验的应用;与各学科领域的专家召开视频会议等。

该项调查结果在今年非常有价值,因为《美国恢复和再投资法》中强调扩大信息技术在学校中的应用,而学校和学区正考虑如何有效应用联邦的刺激经费。

报告最后指出:对于大多数学生而言,技术是他们参与世界的必备工具。

(资料来源:美国《教育周报》2009-3-24)

一种电子信息的显示装置 篇4

授权公告日:2016.05.18

专利权人:吉林工程技术师范学院

地址:130000吉林省长春市凯旋路52号

发明人:刘银辉;赵航

Int.Cl:G09F9/30(2006.01)I

显示信息 篇5

【摘 要】通过一套完整的信息收集、处理、汇总及发布系统来实现天气预报产品、灾害预警信息、台风实时位置信息、每十分钟的天气实况信息及各类通知公告等实时气象信息向LED显示屏的分组发布。该系统主要包含用户分级及显示屏管理模块、灾害预警信息录入模块、各类通知公告录入模块、实时气象信息收集汇总模块以及实时气象信息自动发布模块。

【关键词】分组发布 实时气象信息 显示屏 自动

【中图分类号】 P405【文献标识码】 A【文章编号】1672-5158（2013）07-0035-02

实时气象信息包含了天气预报产品、灾害预警信息、台风实时位置信息、每十分钟的天气实况信息及各类通知公告等。其中台风实时位置信息需发布到所有的显示屏上，天气预报产品及灾害预警信息为县级气象部门针对本行政区域的显示屏发布，各类通知公告为各个乡镇或村政府发布的信息，每十分钟的天气实况信息为邻近几个乡镇的区域站实况资料。为让各级用户能依相应的权限发布本区的预警、公告等信息，避免不同区域信息的混乱发布，使指定信息及时准确的发布到指定的显示屏，需要有一套完整的信息收集、处理、汇总及发布系统来实现。本文就LED显示屏实时气象信息分组发布系统做一个简要介绍。

一、发布系统总体框架

LED显示屏实时气象信息分组发布系统包含了用户分级及显示屏管理模块、县级灾害预警信息录入模块、各类通知公告录入模块、实时气象信息收集汇总模块、实时气象信息自动发布模块。发布系统的数据流向如图1所示：

二、显示屏的显示设计

采用单色整屏显示的LED显示屏。显示屏的显示区域分为两个区域：上区由下往上滚动显示天气预报、台风实时信息，以及由各级用户利用互联网在任何地方编辑输入的灾害预警信息、各类通知公告；下区由右向左滚动显示指定的多个观测点的每十分钟天气实况。图2为某款用于发布气象信息的电子显示屏。

三、用户分级及显示屏管理模块

所设计的用户含管理用户（地区级用户）、灾害预警信息发布用户（县级用户）、各类通知公告发布用户（县、乡、镇、村、小区级用户）。为避免信息间的相互覆盖，设计各级用户有一个或多个不同编码的操作信箱（信箱编码定为2位数字）。

管理用户为系统的最高级别用户，权限包含了地理区域的编码管理，显示屏的添加、删除管理，以及发布用户的添加管理。系统设计管理用户只有2位字母暨地区的前两位缩写，如福州为“fz”，泉州为“qz”。

地理区域的编码管理为整个系统最关键的地方，由区域编码我们可以对显示屏进行编码，可以对属于不同区域的显示屏进行分组，可以对不同分组的显示屏进行不同信息的发布。区域编码使用a～z，0～9等36个字符进行编码，总共为12位。前两位为管理用户；3、4位为县级代码；5、6位为县的名字缩写；7、8位为乡镇代码；9，10位为乡镇缩写；11，12位为村、小区代码。 在管理用户生成时，必须同时规定该管理用户可进行编组的3、4位编码范围，如用户“qz”管理“00”～“29”，用户“fz”管理“30”～“59”，理论上总共可以有36*36=1296个的县级用户可以录入预警信息。

显示屏的添加操作包含显示屏的编码，显示屏的分组，并根据分组信息生成该显示屏的操作用户。显示屏添加时先要选择显示屏所在的区域，选择完直接生成15位的显示屏编码，暨区域编码+“3位数字编码”，“3位数字编码”由数据库中本区域内已有显示屏代码自动加1生成。如，数据库中已编了“qz07ax00cx00005”，则下一块屏就为“qz07ax00cx00006”。在对显示屏进行编码时，显示屏能属于的组也确定了，如“qz07ax00cx00006”只能属于 “qz07”、“qz07ax00”、“qz07ax00cx00”、 “qz07ax00cx00006”等四个组，从中选择一个作为显示屏的分组码，并根据分组码生成操作用户。无论选择哪个组，灾害预警信息发布用户——“qz07”为必须生成的（数据库中已存在该用户时不生成，操作信箱为20）。另外还需生成与分组代码相同的用户，用于发布各类通知公告发布，其操作信箱为21。当然，当选择的分组为县级分组，该分组操作信箱就有两个，暨20和21。

四、灾害预警信息录入模块与各类通知公告录入模块

该模块采用B/S架构，各级用户能在任何地方利用互联网，根据自己的级别权限及分配的信箱号发布信息。当点击保存时，系统自动将用户名，信箱号，信息内容存入到数据库中。

五、实时气象信息收集汇总模块

5.1信息收集

该模块自动判断数据库中天气预报产品、灾害预警信息、台风实时位置信息、天气实况信息及各类通知公告的数据表是否有数据更新，如果数据表有更新，则根据规则生成临时文件，天气实况信息文件命名规则为“区域自动站名.txt”，其余文件的命名规则为：“Z用户名N信箱号.TXT”。

5.1.1 天气预报产品

当数据有更新时，根据发布区域编码生成天气预报的文本，如“qz07”所要发布的天气预报产品文件名为“Zqz07N01.TXT”。

5.1.2 台风实时位置信息

当数据有更新时，根据发布区域编码生成台风实时信息的文本，如“qz07”所要发布的台风实时位置信息文件名为“Zqz07N02.TXT”。

5.1.3 灾害预警信息与各类通知公告

当数据有更新时，系统从灾害预警信息与各类通知公告数据表中读取用户名，信箱号，信息内容，并把信息内容输出到TXT文件中，文件命名规则为：“Z用户名N信箱号.TXT”，如用户“qz07”更新数据后系统生成的文件名为“Zqz07N20.txt”， 用户“qz07ax00” 更新数据后系统生成的文件名为“Zqz07ax00N21.txt”。

5.1.4 天气实况

可选择所需要的某个区域自动站的部分气象要素进行实况的组合输出。输出内容包含有时间，地点，组合的要素值。输出内容如下所示：

05月22日16时50分天气实况

（地点：南平政和，每十分钟更新）

气温：26度 风向：东北偏东

风力：2级 风速：3.2m/s

极大风：5.5m/s 极大风：4级

日最高：28.5度 日最低：22.2度

（接上页） 时雨量：0.2mm 日雨量：0.3mm

昨雨量：19.7mm

单个站的天气实况信息保存为“区域自动站名.txt”。

5.2 实时气象信息汇总，应用BAT可执行文件

根据分组生成以下两个文件：1）“A分组号.txt”，文件内容发布到显示屏的上区，2） “B分组号.txt”，文件内容发布到显示屏的下区。无预警信息发布的时候，每5分钟触发实时气象信息自动发布模块，当有灾害预警信息发布时时，直接触发实时气象信息自动发布模块。

六、实时气象信息自动发布模块

当收到实时气象信息收集汇总模块发来的触发指令后，实时气象信息自动发布模块自动搜索文件“A分组号.txt”及“B分组号.txt”，根据分组号找到对应的显示屏，并向这些显示屏发送信息文本。当文本发送完成后，删除目录下的“A分组号.txt”及“B分组号.txt”文件。

七、结束语

本显示屏发布系统可满足用户实时、直观了解所需气象信息的需求，系统功能的整体特点有：

1、实时性强、自动化程度高，整个发布过程无需人工干涉；

2、信息发布的灵活性强，可自由增减发布信息栏目，可选择显示任意的气象要素；

3、发送成本低，以数据流量计费，每月只需50M。

4、组网规模大、扩展性强、安装方便：

软件化雷达信息实时处理与显示 篇6

关键词：软件化,雷达信息,实时处理,实时显示

当今时代, 科学技术日新月异, 电子信息工程技术也不例外, 得到了迅速发展, 同时, 随着计算机多核处理器、多任务程序设计技术、高度存储器等方面的飞速发展, 通用微型计算机的处理和软件运行都得到显著提升, 这就为雷达信息处理与显示系统的实现提供了新的途径和趋势。

1 系统总体设计

1.1 需求分析

基于对雷达状态的监视、控制及其信号数据的处理显示, 实现计算机的软件化, 需要使得所开发的系统实现显示量程、实时扫描、显示分辨率、信号分辨率、信号处理、多种辅助显示方式、人机交互界面的要求。其中, 雷达显示量程可以根据工作波长和脉冲宽度而设置以15公里为起点的加倍递增的量程变换;实时扫描是要求实现显示的扫描线与雷达天线的同步扫描;信号处理主要是针对含载目标信号、各种噪声、杂波和干扰信号的回波信号予以FPGA信号处理板处理和固定门限检测处理等;多种辅助显示方式主要是包括A显、B显、镂空PPI显示、任意点偏心、局部开窗放大显示及目标的具体信息显示。基于以上需求, 可以将雷达信息处理与显示系统的功能模块分为数据读取模块、数据储存模块、信息处理模块、数据显示模块, 其中, 数据显示模块又可分为原始视频显示、一次显示、二次显示。

1.2 系统的硬件配置需求与界面布局

对于系统的硬件配置需求而言, 需满足较高的主频、充足的内存、图像处理和显示的实时性显存、多种总线接口支持、多种外设支持等在内的主机性能要求。

对于系统的界面布局而言, 人机界面要遵循人性化设计原则、软件窗口平衡原则、经济原则、渐进池漏原则等, 其中人性化设计原则要注意控制权在用户、不同控件的一致性、宽容性和数据字典等方面的考虑。因此, 基于上述原则考量, 可把信息处理与显示系统的界面方案设置为雷达图像显示区域、目标信息区域和系统状态信息区域, 如图1所示。

1.3 开发平台及开发工具的选择

基于雷达显示控制端软件是典型的多任务软件, 需要相应的配置多任务操作系统支持, 可建议使用Windows软件开发平台, 并选取Visual C++开发工具, 而该开发工具具有良好的开发环境、高度集成的工具集、丰富类库和可视化特征;同时, 还可以调用Windows API, 使得应用程序与Windows平台完美结合。据此, 可以将软件化雷达信息处理与显示系统软件开发技术路线设计如图2。

1.4 系统关键技术及其实现途径

一是多核多线程程序设计。在面向多核处理器开发应用程序时, 需要注意采用多线程技术并分配各线程的工作负载和与面向单核平台时的不同设计思想。其中, 具体的设计思想如下:第一步, 对可供使用的处理器数目予以检查;第二步, 是对任务进行分解及线程数目的确定;第三步, 是代码的实现。

二是Intel Ipp算法库的应用。具体操作步骤为:第一步是配置工程项目属性;第二步是设置开发环境。

三是Direct3D多媒体开发技术的应用。主要是考虑硬件抽象层、硬件模拟层与软件参考层、Direct3D系统集成的操作。

2 系统功能模块的设计

2.1 数据读取模块

该模块需要注意DMA传输、应用程序与WDM驱动程序之间的通信的处理。其中, DMA传输需要注意适配器、传输控制和公共缓冲区的实现, 以便使得设备能够连续第读写数据。应用程序与WDM驱动程序之间通信可以通过以下流程实现:开始→打开设备→打开成功 (不成功予以退出程序) →Memory读写→DMA初始化→DMA开始→DMA停止→关闭设备。

2.2 信息处理模块

基于硬件结合软件的信号处理流程为:射频信号→低噪声放大→混频→中频信号→AD采样→数字正交相位检波→脉冲压缩→动目标显示→进入计算机→求模运算→视频积累→CFAR→目标检测→点迹凝聚→目标跟踪→显示处理, 其中数字正交相位检波→脉冲压缩→动目标显示属于前段信号处理, 亦即是硬件处理;求模运算→视频积累→CFAR→目标检测→点迹凝聚→目标跟踪属于后端信号处理, 亦即是计算机软件实现。

完全基于计算机软件的雷达信号处理流程为:数字正交相位检波→脉冲压缩→动目标显示→求模运算→视频积累→CFAR→目标检测→点迹凝聚→目标跟踪→显示处理。

2.3 信息显示模块

该模块需要注意PPI显示的实现、几种特殊的PPI显示方式、A型显示、开窗放大显示、目标信息显示, 其中, PPI显示的实现要注意Direct3D工作框架构造和PPI显示前的预处理;几种特殊的PPI显示方式要注意雷达信息的二次显示、偏心的PPI显示、镂空的PPI显示。

雷达信息的二次显示是指信号处理的基础之上对数据进行检测凝聚处理和目标跟踪处理等数据处理的显示;偏心的PPI显示是为了获得更大的显示分辨率, 而将PPI显示的扫描中心点趋于动态变化当中并相应地予以动态设置;镂空的PPI显示是着重显示操作者所关心的距离范围而不显示近距离的目标回波情况。

3 结论

基于通用计算机的雷达信号、数据处理及显示系统的设计, 可以有效地节约系统开发成本, 便于进行维护与升级, 具有较高的工程应用价值。

参考文献

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[2]张宏群, 孙雪涛, 王建.软件化雷达视频显示的实时坐标变换方法[J].微计算机信息, 2010 (4) :75-78.

PGIS信息差异化显示模型 篇7

1 信息差异化显示模型

传统的信息显示方法是在所有诱导标志板上显示同样的泊位信息 (同信息法) 。驾驶员对信息的反应不一致, 很难根据真实值准确预测到目的地后目标停车场的剩余泊位数。因此, 容易导致车到停车场后没有停车位的情况发生, 产生停车集聚现象, 如果在高峰时段, 更多的车将涌向热点停车场, 停车需求的不平衡更加突出。因此对于同一停车场的停车信息, 需要使不同位置的停车诱导标志板的显示有所差别。为调节停车需求分布, 增加冷门停车场被选择的概率, 本文开发了信息差异化显示模型。

1.1 适用条件

1) 驾驶员相信停车诱导标志板发布的信息是准确的并接受诱导;2) 车辆按照最短路线行驶, 城市道路交通状况正常, 并在统计周期 (5 min~10 min) 内基本保持稳定;3) 具有有效手段采集城市道路路段和交叉口的基本交通参数, 并通过数据挖掘、数据融合等方法, 能够直接或间接的对行程时间进行计算;4) 模型的研究对象是停车场饱和度, 不考虑在停车场前排队的车辆;5) 具有诱导范围内各目标停车场各时刻的历史运营数据;6) 对于检测的各停车场各时刻的剩余泊位数按工作日、周末、特殊节假日等条件分类统计。

1.2 模型的构建

本本模模型型以以寻寻泊泊车车辆辆到到目目标标停停车车场场的的最最短短路路径径的的行行程程时时间间为为依据, 对不同位置标志板所显示的目标停车场的饱和度进行预测。

其中, Yi*, j, t为当天t时刻在标志板i处给出的停车场j的饱和度预测值, %;Yj, t-m为当天t-m时刻的停车场j的饱和度的测量值, %;Y'j, t为上周同一天在t时刻停车场j的饱和度测量值, %;m为车辆从诱导标志板i到停车场j的行程时间与统计周期的商取整。

设停车场j在t时刻的饱和度预测值为τj, t, 停车场j的饱和度上限阈值为ΓjU。则当τj, t≥ΓjU时, 停车诱导标志板i对停车场j的剩余泊位显示为“满”;当0<τj, t<ΓjU时, 停车诱导标志板i显示“空”。具体约束如下:

其中, vi, j为布尔型数学开关变量, 表示在停车诱导标志板i处显示的目的停车场在t时刻的预测状态。对于停车场饱和度阈值的确定, 根据停车场停车设施紧张与否可以设定为不同的阈值。一般来说, 在城市CBD等以商业为主要业态的区域, 停车需求的吸引强, 停车泊位周转率和饱和度较高, 因此在正常情况下, 阈值设置应稍低;而对于其他区域, 周转率较低, 停车场饱和度不高, 因此可将阈值设置高一点。具体的阈值应该结合当地诱导小区的调查数据分析得到。

2 算例应用

为了验证信息差异化显示模型的有效性, 本节将分别运用同信息法和信息差异化显示模型对同一实例进行计算。假设某市CCBBDD分分为为44个个诱诱导导小小区区, , 每每一一个个小小区区有有一一个个停停车车场场, , 其其中中停停车车场场P2为热点停车场, P4为冷门停车场, V1~V4分别为该区域4个主要通道的停车量 (见图1) 。

为简化模拟过程, 假设寻停车辆的最终驻车停车场与其在入口处选择的目标停车场一致。按照该假设, 每一入口停车量Vi全部到达停车场P1~P4, 如果寻停车辆到达目标停车场后没有可用泊位, 则进入此4个停车场之外的停车场, 造成停车量丢失。算例模拟时间取15个统计时段。停车场的选择概率Pij参照Logit模型, 有:

其中, θ为待标定参数, θ越小表示车辆停放选择的非确定性越高[1]。由以往的经验和具体情况, 取θ=3.2[3]。Uij为车辆从停车诱导标志板所在位置i进入诱导小区k停车场j的停车阻抗, 受行程时间和停车场泊位饱和度影响, 满足:

其中, tijk为车辆从停车诱导标志板i到诱导小区k停车场j的行程时间, min;τjk为诱导小区k停车场j的饱和度值, %;σt, στ分别为行程时间和停车场饱和度的权重, 一般由调查得到, 考虑行程时间和停车场泊位饱和度具有同等的作用, 本文取σt=στ=0.5。算例停车容量见表1, 一般情况下平均行程时间见表2, 各停车场上周同一天同一时段饱和度见表3。

辆

min

3 模拟计算结果与分析

运用Matlab计算[4], 对传统的同信息法和本文信息差异化法进行模拟, 并对未使用PGIS、使用同信息法PGIS诱导、使用差异化显示模型PGIS诱导三组数据进行对比分析。

3.1 整体停车效率分析

区域停车场的停车效率可以从停车场整体饱和度、饱和度达到0.85的停车场个数、饱和度达到0.85的时间三个方面进行分析。因为对于同一区域, 相邻的两周停车需求分布特点基本相同, 所以分析过程中未使用PGIS系统的情况引用上周该区域停车数据。

1) 整体饱和度分析 (见图2) 。未使用PGIS、使用同信息法PGIS和使用差异化显示模型PGIS三种情况下4个停车场累计新增停车分别为271辆, 405辆, 513辆。在模拟终刻, 未使用PGIS、使用同信息法PGIS和使用差异化显示模型PGIS的整体停车场饱和度分别为0.7, 0.83, 0.94;饱和度最大与最小值差分别为0.5, 0.22, 0.05;饱和度标准差分别为0.23, 0.14, 0.02。

因此相对于不使用PGIS, 使用PGIS能够明显提高区域停车场的整体饱和度;在使用PGIS的情况下, 相对于传统的同信息法, 差异化显示模型对区域停车场的整体饱和度的提高效果更明显, 停车需求分布更均匀。

2) 饱和度达到0.85的停车场个数及达到该饱和度时的时间分析。未使用PGIS、使用同信息法PGIS和使用差异化显示模型PGIS三种情况下4个停车场饱和度达到0.85的停车场个数分别为1, 2, 4, 所占比例相应为25%, 50%, 100% (见图3) 。

未使用PGIS、使用同信息法PGIS和使用差异化显示模型PGIS三种情况下4个停车场饱和度达到0.85的最早时间分别为t12, t5, t5时刻, 平均时间分别为t12, t9.5, t8.3时刻 (见图4) 。

可以看出, 使用PGIS诱导系统可以提高区域内饱和度达到0.85停车场的比例, 其所需时间更少。

3.2 对冷门停车场和热门停车场的影响分析

冷门停车场为P4, 分析整个过程可以看出使用PGIS比不使用PGIS的停车场饱和度有所提高。在使用同信息法PGIS和信息差异化显示模型PGIS情况下, 在t11~t12时刻两者饱和度相等, 之后使用差异化显示模型PGIS所带来的停车量增长速率较同信息法大, 并在模拟终刻其饱和度远远大于使用同信息法PGIS的饱和度 (见图5) 。

热门停车场为P2, 分析其在三种情况下的饱和度曲线可以看出使用同信息法PGIS对热门停车场的饱和度几乎没有影响;在模拟终刻, 三种情况饱和度均达到0.9以上, 但使用差异化显示模型可以提前使热门停车场的饱和度达到0.9以上 (见图6) 。

4 结论与展望

随着城市机动车保有量不断上升, 城市停车问题日益严峻。因车辆寻找停车泊位而产生的无效巡游交通流客观上增加了城市交通的负担。本文运用Matlab模拟了城市区域停车过程, 分别运用PGIS信息差异化显示模型和传统的同信息法进行计算, 通过模拟分析得出:使用信息差异化显示模型可以主动、有效地调节停车需求分布, 使每个停车场达到较高的饱和度且达到较高饱和度的时间提前;明显提高区域冷门停车场的使用效率和机动车停车的准确率, 并未对热门停车场造成影响;从而减小城市道路上的无效交通流, 提高城市交通运行效率。

摘要：针对PGIS传统的信息显示方法产生停车积聚和停车场需求冷热不均等问题, 开发了信息差异化显示模型, 并结合路段交通情况, 对寻停车辆进行引导, 通过模拟计算, 对信息差异化显示模型和传统的同信息法模拟结果进行对比, 信息差异化显示模型可以主动调节停车需求分布, 有效提高冷门停车场的使用效率, 从而减少因寻停而产生的无效交通流。

关键词：综合交通运输,差异化显示模型,时间序列法,城市停车,停车诱导系统

参考文献

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[6]张宝玉, 周湘霆.城市停车诱导系统规划设计中诱导分区分级的确定[J].交通与运输, 2006 (10) :50-52.

显示信息 篇8

以B/S方式实现图形化快速、实时地发布区块的整体油藏信息监测结果, 井组的动态、静态和测试信息, 单井各层的注入或产出信息, 以及历史变化情况, 实现以集成、直观、形象的方式, 对动态参数、静态参数、测试成果及其历史对比情况的表现, 可以更好地辅助分析油田开发动态, 进而得出合理的方案, 提高油田开发效益。本文使用Geotoolkit在VS2008环境下进行油藏信息图形的绘制, 使用ActiveX技术实现油藏信息图形在浏览器上的显示。

1 Geotoolkit绘制等值线

GeoToolKit是INT公司旗下的一款产品。GeoToolkit提供基于C++/Qt、Java和C#/.NET语言开发的用于石油和天然气勘探与应用的高性能图形组件。它允许开发人员利用高层次的工具, 能够快速部署先进的数据可视化和分析应用。石油企业服务提供商和软件厂商依靠GeoToolkit图形地球科学来提供应用与开发。业界很多主流软件中的图形显示模块或功能, 均采用了Geotoolkit图形组件, 以提升软件性能、缩短研发时间、减小研发成本。这使得开发者真正专注于如何解决企业勘探开发生产中面临的实际难题。本文采用的是GeoToolKit.NET开发库, 包括有Carnac、WellLog、Seismic和Contour组件。

其中Contour就是绘制等值线需要的库。cgContourShape类是Geotoolkit绘制等直线的核心, 它创建了一个等值线图形的对象。cgContourGrid定义了等值线的范围, 其中包含了等值线的数据。cgContourScale定义了等值线的刻度。一个完整的等值线创建过程代码为:

以上代码就是使用Geotoolkit创建等值线的一个完整过程。等值线需要的数据由cgContourGrid创建的对象读取保存, 创建好的cgContourGrid对象会赋给cgContourShape对象的属性中, cgContourShape根据其数据进行等值线绘制。

2 ActiveX控件开发

利用ActiveX控件可以使用户能够在不安装任何软件的情况下, 仅仅通过IE浏览器就可以实现远程的图像访问功能。在用户浏览页面时, 通过Web服务器将ActiveX控件发送到用户浏览器上, 用户只需运行这个ActiveX控件就可以进行远程动态访问功能。选择ActiveX控件的主要原因如下:

(1) ActiveX控件技术是一个标准的控件技术, 它与具体的编程语言无关, 可供Visual C++、Visual Basic、javaScript等应用程序使用。例如可以用Visual C++开发一个ActiveX控件, 然后将这个控件放在其他的环境下使用, 这样不但可以拓展各种编程语言的开发能力, 而且还可以在不同编程语言之间搭起一个桥梁, 方便程序员进行编程。

(2) ActiveX控件作为一个整体, 应用在控件容器中, 可以提供事件 (Event) 和响应时间, 在容器程序对ActiveX控件进行操作时, 能够返回事件给容器程序, 并有多线程能力, 支持其余同期之间的双向通行。

(3) ActiveX控件被广泛应用在Web上, 编程人员可以创建编写ActiveX控件, ActiveX控件可以作为网页上运行的特殊程序, 被加载到网页上运行。应用ActiveX可以在页面中增加Client/Server能力, 允许在网页中执行复杂的操作, 并可以从服务器或其他的站点上获得数据。例如, 可以为用户的网页添加动画、视屏控件、表格等。

在VS2008环境下, 将程序改造为ActiveX控件, 具体步骤如下:①创建Windows窗体库项目;②更改ActiveX的项目属性, 在程序集信息中, 将“使程序集COM可见”勾选, 选择“生成”选项卡, 并勾选“为COM互操作注册”;③修改AssemblyInfo文件;④生成GuidID;⑤需要实现一个名为IObjectSafety的接口。

经过上述步骤, 一个ActiveX控件就开发完成了。其中接口IObjectSafety是为了让ActiveX控件获取客户端的信任, 其代码为:

将开发好的ActiveX嵌入到网页中显示, 结果如图2所示。

3 结语

本文通过使用ActiveX技术, 将Windows环境下的图形应用程序运用到Web环境中, 使用Geotoolkit进行绘图, 更专业地显示了油藏数据信息。以B/S方式实现图形化, 快速、实时地发布区块的整体油藏信息监测结果, 井组的动态、静态和测试信息, 单井各层的注入或产出信息, 以及历史变化情况, 可以更好地辅助分析油田开发动态, 节约成本, 提高油田开发效益。

参考文献

显示信息 篇9

随着气象业务的不断发展, 庞大的气象数据要求简单快捷的显示。大气的复杂性决定了要彻底分析真实大气状况必须要从大气垂直结构和立体构成上分析, 而且在同一图面上进行多种气象数据的叠加对比分析是十分必要。这就要求气象数据不仅要一维、 二维显示, 而且要三维显示, 特别是要研究气象数据的变化特征时, 又增加一个时间维, 即四维显示或者是动画显示。

近年来, 三维可视化技术在气象业务图形处理广泛应用, 三维可视化技术已成为各行业图像处理的研究热点。国内一些学者也在三维可视化技术做了很多研究, 为医学图像显示、地理信息图像显示等方面的辅助决策、仿真显示发挥重要作用。 同时也为在气象的一些应用提供参考[1,2,3]。比较常见的有GRADS、Vis5D、NCAR、Matlab[4]等软件。Matlab是美国Math- Works公司出品的数学软件, 其功能十分强大, 用于几乎所有工程领域的算法开发和数据分析显示, 且编程简单、易学易用。

主要基于Matlab软件编程实现气象数据多维显示[5], 对各种物理量场叠加并产生旋转动画和时间动画, 可以为预报员提供分析大气立体结构的图形和汇报天气演变情况的汇报片制作。

2 资料处理

使用这些数据前, 制作程序完成数据读取和处理, 主要对数值预报产品处理和显示, 应用业务中常用的MICAPS资料中的T213和ECMWF数值预报产品资料进行分析显示。

MICAPS的格式放在有关的目录下, 目录结构为/数值产品的开发模式/数值产品变量类型/数值产品垂直层次:

开发模式 : T213、ECMWF、Germany、Grapes、Hlafs、Japan以及早期 的T106和新开发 的T639。主要对T213、ECMWF资料进行显示。

变量类型: ./height-p//高度场预报, ./pres-p//气压场预报, ./temper-p//温度场预报, ./uv//流场预报, ./wind//风场预报, ./ rh-p//相对湿度场预报, ./div-p//散度场预报, ./vor-p//涡度场预报, ./wp-p//垂直速度预报等等。

垂直层次: 1000hPa、925 hPa、850 hPa、700 hPa、600 hPa、500 hPa、300 hPa、200 hPa。

文件名的格式为: YYMMDDHH.XXX, YYMMDDHH为预报起始时刻 (年月日时), XXX为预报时长 (小时)。

MACAPS的数据文件为文本文件。MICAPS数据格式有很多类数据, 这里对较为简单网格资料进行处理, 即第三类数据 (diamond 3)。资料处理分为两步, 第一步先去除文件头, 即将第一和第二行删去。文件头表示的信息是一些数据格式、范围、种类的相关辅助信息, 为了便于读取资料, 首先要删除文件头。然后将缺测数据删去, 即将要素值是999删去。经过预处理的数据是10或5列矩阵数据, 这类数据极易于Matlab软件编程实现读取。利用Matlab软件 , 把结果由MI- CAPS的格式转换为显示所需要格式 , 并存放在有关的目录下, 便于实现显示。MICAPS格式的转换原则上, 程序可以转化数值预报输出的所有2维/3维数据, 但因为MICAPS格式数据, 占用空间大, 也不适合网络传输, 通过修改程序对数据的变量名及其层次和网格范围进行处理, 可以只输出用户经常关心的数据。

资料网格化主要由下列程序实现:

[lon,lat] =meshgrid ([20:1:150] , [20:1:90]) ;

z1=griddata (lon_1,lat_1,height_1,lon,lat,'cubic') ;

其中lon、lat分别是经纬度, 经度范围20°~150°纬度范围是20°~90°, 格距为1。使用插值函数griddata () 将离散点值插值为格点值。即griddata作用是把height_1的数值格点化。

3 二维显示

国内很多人研究了使用Matlab绘制气象图, 但给出如何使用地图为底图和较为全面的制作气象数据图形不是很多。哥伦比亚大学开发了M_Map软件包。主要功能是支持18种地图投影方式、1°分辨率的全球地形数据集和1/4°分辨率的海岸线数据集。下面给出了基于软件包绘制的等值线图、流 线图和风矢量图。

底图制作方法如下:

设置地图投影方式、范围和海岸线使用函数m_proj () 和m_coast ()。代码为:

m_proj(‘lambert’,‘lon’,[30 110],‘lat’,[30 70]);

m_coast(‘patch’,[1.85 .7],‘edgecolor’,‘black’);

3.1 等值线图形

绘制等值线图 (图1) 使用函数m_contour ()。代码为: m_contour (lon.lat, z1):

其中z1是500 hPa高度场。

3.2 流线图形

下面以850 hPa流线场的绘制为例 (图2), M_ Map软件包没有绘制流线图的函数, 但Matlab中有绘制流线的函数streamslice ()。基于streamslice (), 制做了在地图底图上绘制流线的函数调用方式如下:

streamslice (lon,lat,u,v)

3.3 风矢量图形

绘制风矢量图 (图3), 以850 hPa风矢量为例, 要先将风向、风速值转换为u、v分量。绘制风矢量图使用函数m_quiver ()。代码为:

u (i) =WS (i) sin ((wd (i) 一 180) pi/180);

v (i) =WS (i) COS ((wd (i) 一 180) pi/180);

m_quiver (1on,lat,u,v);

4 三维叠加显示

Matlab无法实现在同一窗口分高度层叠加显示多源数据 , 巧妙应用气象数据数值量级大小和hold on命令结合, 把不同层次的气象数据图形分层表达, 中间层次的物理量场数值可以用比例系数控制图形在不同高度层次显示。根据气象保障业务, 下面分别从侧重预报对象不同配置了各种形势场和物理量场显示, 能够在空间范围内显示不同预报对象的各要素场变化特征。以大风天气和降水天气为例。

4.1 分析大风天气

大风天气的显示选用500 hPa高度场、700 hPa温度场、850 hPa风矢量和地面气压场。500 hPa高度场在最上层立体显示, 700 hPa温度场在中间层等值线显示, 850 hPa风矢量场和地面气压场叠加显示在最底层 (如图4)。程序如下:

4.2 分析降水天气

降水天气的显示选用500 hPa高度场、700 hPa湿度场、850 hPa流场。500 hPa高度场在最上层立体显示, 700 hPa湿度场在中间层立体显示, 850 hPa流场显示在最底层 (如图5)。程序如下:

5 动画显示

5.1 旋转动画

气象数据图形动画制作, 可以先做成动画GIF, 这样可以看到动起来的效果。通过getframe命令得到一帧动画, 然后把动画用addframe () 命令把每一帧动画存入avi格式的视屏文件中。程序如下:

5.2 时序动画

时序动画 (图7) 以一定间隔时间为单位进行动画显示, 能体现气象信息发展变化规律和特征。下面以500 hPa高度场为显示对象, 时间间隔6小时, 动画时序00小时、06小时、12小时、18小时、24小时、30小时…144小时。主要程序代码:

6 结语

提出了一种利用数据本身的数值大小分层显示立体结构 图形的方法。采用Matlab软件编程实现, 引用哥伦比亚大学开发的M_Map软件包显示多种气象数据, 根据天气学原理显示不同预报对象的立体叠加结构图形, 实验结果表明该方法能够仿真多维天气变化的立体结构, 而且运行速度快, 占用内存少。为气象工作者、天气汇报和研究天气多维而结构 和变化特征非常有用, 也是气象三维可视化工作的一种应用尝试。

摘要：基于气象数据特点的气象图形显示管理器采用Matlab自动生成风矢量图,流线图和等值线图,特别是根据天气预报对象特点和气象数据不同量级叠加显示三维气象数据图,显示时序动画并使图像旋转。

显示信息 篇10

所有的光源发射体所发出的光亮在任何不同的角度来观察都是一样的。但是一篇在Nature Photonics网站发布的文章称，麻省理工学院的研究者发现了一种新的光源，它是一种比人的头发丝还要细一点的纤维，在控制下能够让不同的观察者看到有差异的光亮。這意味着我们可以编制出一种特殊的3D显示器。

这种纤维可以让你左眼和右眼分别接收不同的视觉信息。它还也可以在医疗领域发挥作用，让它穿过一个极小的创口，通过控制，放射有病变的组织，而附近的健康组织则不会受到放射影响。这种纤维的内核是中空的，外部则包裹着交替排列的材料层，这些材料具有不同的光学特性，组合在一起就像是一面镜子。在中空的内核里有液滴，能够使纤维上下摆动。一旦液滴被注入能量(研究人员是用激光泵人液滴)，它就会发射出光亮，实验中它发射出了一种360度的激光束。作为一种显示技术，这种纤维目前还有明显的缺点，目前一根这样的纤维一次只能显示一种图像像素。

点评：科技的进步让显示器技术发生着日新月异的变化，3D显示器的研究和发现也由来已久，但是依靠新型显示材料来制造3D显示效果还并不多见。虽然目前该技术还存在缺陷，但是据了解，为了让它更有应用价值，研究人员正在尝试让单点像素实现更快的振荡改变而使人眼看起来成为一条完整的线。而且，使用先前使用的制造技术，可以轻易获得数千米这样的纤维，这让它的实际应用成为可能。其未来也必将受到追捧。

显示信息 篇11

IHO(国际海道测量组织)制定了关于电子海图的一系列标准,包括S-57,S-52,S58,S-6 1,S-63,S-6 5等等。S-5 7[2]标准是一个数据传输标准,它所规定的数据模型不包含任何用于信息图形化显示的规则,只提供描述真实世界的方法,信息的显示被认为是独立于其存储的;S-52[3,4]标准是关于电子海图制作与应用的标准,特别是对电子海图显示方面做了很详细的规定。S-52标准中关于电子海图显示模式的规定涉及了两大部分,一是电子海图表示库,包括色彩编码表、符号库(点、线、面)、符号化指令集、物标-符号查找表以及条件符号化过程;二是显示生成器,在S-52表示库的各项内容的基础上,把按S-57标准结构化编码组织的数据以正确的形式显示。为了保证电子海图显示的标准化,IHO提供了文字描述和数字化两种形式的表示库。而对于显示生成器则由数据使用者按照S-52显示标准自行开发;S-58是关于电子航海图有效性核检推荐案;S-61是关于光栅航海图产品的规范;S-63是对电子海图数据的保护方案;S-65则是电子海图数据的生产及更新等的指南。国内也有许多专家学者对电子海图技术进行了大量研究,如李宏利出版了论述电子海图技术国际标准的专著[5],孟婵媛、陆毅、翟京生、夏启兵等人就国际标准电子海图显示技术和海图数据组织进行了研究[6,7]。

笔者在这些研究基础上,尝试进行电子海图与信息系统的设计与实现,将按照S-57标准制作的电子海图数据进行解析,然后按照S-52标准执行显示。

1、海图数据格式

1.1 S-57数据特点

S-57标准数据扩展名为*.000,*.001*.002…,从严格意义上讲,它仅是一个数据传输标准,它所规定的数据格式是顺序读取的,不可能实现数据的快速检索[5],因此不适合将其直接作为系统内部快速操纵的数据格式。而电子海图的系统又必须遵守S-57所规定的数据模型和编码方式,所以在实际应用系统设计和开发过程中,就需要设计系统内部格式,笔者在设计系统时就建立了系统内部的数据缓存机制,将解析后的S-57标准数据转换为系统内部格式,便于系统调用,提高系统运行效率。

1.2 S-57物标分类及其属性

面向海图的物标分类,几乎逐个对图式的符号定义物标,而S-57则仅用180多个物标和195个属性就把图式中近千种符号所代表的地理实体定义清楚。方式是组合不同的属性项/属性值代表制图中的一个物标类。

S-57对物标属性的处理采取变长数据,即每个物标的属性个数可以不同,属性分作A、B、C三级,关系航海安全的强制属性必须有,其他非强制属性则可有可无,用户也可添加。列举部分如表1所示。

2、海图显示关键技术

2.1 海图表示库内容及设计

S-52标准详细描述了电子海图表示库,表示库就是指一组主要由数字形式提供的显示规则以及物标与符号的关联方式[4],主要包括以下5个方面内容。

2.1.1 色彩编码表

根据不同的光照条件,S-52标准将色彩编码表分为5个子表,分别是DAY_BRIGH T(晴朗白天)、DAY_WHITEBACK(白背景白天)、DAY_BLACKBACK(暗背景白天)、DUSK(黄昏)和NIGHT(晚上),并给出了CI E坐标与指定CRT对应的RGB值的转换方法。本文采用结构体S52Color来表示一种颜色,其中保存了颜色6字母的简写标识、颜色名称以及CIE坐标与对应的RGB坐标。

2.1.2 符号库

S-52表示库提供了矢量符号描述文件。矢量符号库包括点符号、复杂线符号、填充面符号三部分。对于简单线和简单填充面没有对应符号文件,其根据绘制或填充颜色、线型就可以定义了。对于矢量符号,本文设计了一套类进行操作,S-52矢量符号类及其继承关系如图1所示。

其中,每一个CS52Symbol实例通过矢量描述语言vector description language定义了一个基本图形,并提供了将符号生成影像的接口,其中缓存了其对应的符号文件名以及生成的符号图片。

2.1.3 符号化指令集

符号命令字是两个字母编码,共8个,包括SY,LC,LS,AC,AP,TE,TX,CS。其具体执行情况是:例如,SY指令可以绘制其参数指定的点符号,LC指令可以按照其参数指定的线符号绘制线段,AC指令可以按照其参数指定的颜色填充一个区域,而CS则是执行条件符号化过程等。

这些符号化指令是为S-52表现库设计的一系列顺序执行的符号命令字集合,2.1.2节中介绍的每一个矢量符号都包括多个符号化指令,这个符号化指令集顺序执行就完成了一个要素的符号化。

2.1.4 物标-符号查找表

查找表是绘制过程中的关键纽带,空间要素通过其要素类型、属性值等到查找表中匹配到合适的符号,完成符号化过程。

笔者称查找表中的每一项记录为查找表项。该查找表项结构设计如下。其中looku p Table Type是S-52标准中不同类型符号的标识,1-纸质海图点符号、2-简单点符号、3-线符号、4-平滑区域边界符号、5-符号区域边界符号。

2.1.5 条件符号化过程

对于使用符号库中简单符号无法完整表现的物标,S-52标准设计了条件符号化过程。S-52标准定义了26种条件符号化过程,对于特定的物标执行相应的条件符号化过程。条件符号化过程为根据物标属性和文本的绘制提供了很大的方便,这也是S-52表示库中最具有活力的部分。

本文针对每个条件符号化过程设计一个处理类,每个条件符号化过程类提供了根据具体物标属性解析的方法。

2.2 显示生成器设计

显示生成器就是整合第2.1节所论述表示库的各方面内容,完成物标绘制过程。色彩编码表、符号库和条件符号化过程是海图物标图形化的基础,符号化指令集是关键物标-符号查找表是连接物标和其图形的桥梁。

S-52标准中全面介绍了显示生成器的设计思想[4],这里详细叙述物标和其对应绘制指令集的匹配过程:

(1)根据物标名称和几何类型确定进入哪个查找表进行符号匹配;

(2)查找表中有无该物标名称的对应项,若无,作为未知物标处理,绘制‘?’符号,退出;若有,执行(3);

(3)依次遍历满足该物标名称的所有查找表项。判断是否还有其它查找表项,若有,执行(4),若无,执行(5);

(4)判断其属性组合中的所有属性值是否都跟该物标的对应属性值相等,若是,保留该查找表项;若否,返回(3);

(5)获取上一步保留的查找表项的绘制指令集以及显示优先级、雷达标识、显示分组等信息;

(6)匹配结果绘制指令集中是否包含条件符号化过程,若有,执行条件符号化过程,若无,继续执行其他绘制指令,完成该物标的符号化;

这样,循环处理所有物标,完成符号化。

2.3 显示效果

系统根据光照条件提供了5种显示模式,分别是:晴朗白天模式(DAY_BRIGHT)、白天白背景模式(DAY_WHITEBACK)、白天暗背景模式(DAY_BLACKBACK)、黄昏模式(DUST)、夜晚模式(NIGHT)。图2是系统运行效果图,左侧是图层控制窗口,能够控制指定图层显示状态,系统按照物标的6位英文字母缩写进行分层;中间是电子海图显示窗口,右侧是要素属性显示窗口。图3-7分别对应了以上5种显示模式。

3、结语

本文结合S-57、S-52海图国际标准设计和实现了电子海图显示与信息系统,对海图数据模式及其编码方法等特征进行了分析,在开发实践基础上验证总结了电子海图显示中的关键技术。

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