基于三维GIS的环境信息动态可视化

计算机与现代化 ›› 2015, Vol. 0 ›› Issue (4): 47-53,60.

基于三维GIS的环境信息动态可视化

天津大学计算机科学与技术学院，天津300072

收稿日期:2014-12-24 出版日期:2015-04-27 发布日期:2015-04-29
作者简介:李国瑞(1990-)，男，山西大同人，天津大学计算机科学与技术学院硕士研究生，研究方向：GIS，数据可视化；车明(1964-)，男，天津人，副教授，硕士生导师，硕士，研究方向：嵌入式系统设计与应用，计算机自动控制系统，无障碍人机交互技术；王琳慧(1991-)，女，河北邯郸人，硕士研究生，研究方向：LBS，数据可视化。
基金资助:
国家科技支撑计划项目(2012BAJ24B00)

A Dynamic Visualization Method for Environmental Information Based on 3D GIS

School of Computer Science and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China

Received:2014-12-24 Online:2015-04-27 Published:2015-04-29

摘要/Abstract

摘要：

环境问题日益加剧，人们对其关注度与日俱增，而目前鲜有直观、有特色的大气污染展示平台。针对这种情况，本文提出一种基于三维GIS的环境信息动态可视化方法，通过扫描线算法确

定研究区域，经过交叉验证比较，选用克里金插值算法对数据进行插值，将插值所得数据处理后发布为KML文件，并在嵌入Google Earth的网页中进行显示。本文以中国境内PM2.5监测数据为例进行可视

化效果展示，实验结果表明，此可视化方法可以直观、准确地展示数据，帮助使用者更加方便地了解当前的环境信息。

关键词: , 三维可视化, Google Earth, 扫描线算法, 克里金插值, 环境信息, PM2.5

Abstract:

Due to the growing environmental problems, people would pay more attention to their information. But the currently available information display platform is

relatively simple, not intuitive as well. In view of this situation, this paper proposes a dynamic visualization method for the environmental information based on 3D GIS. The

research area is determined by sweepline algorithm, according to cross-validation, Kriging interpolation is adopted, and the interpolated data is processed before released as

KML file, then the data is displayed with Google Earth embedded in a Web page. This paper will take PM2.5 monitoring data in China as an example to demonstrate the visualization

effect, the experimental results show that this visualization method displayed the data directly and accurately, which help users more convenient to understand the current

environmental information.

Key words: three-dimensional visualization, Google Earth, sweepline algorithm, Kriging interpolation, environment information, PM2.5

李国瑞,车明,王琳慧. 基于三维GIS的环境信息动态可视化[J]. 计算机与现代化, 2015, 0(4): 47-53,60.

LI Guo-rui, CHE Ming, WANG Lin-hui. A Dynamic Visualization Method for Environmental Information Based on 3D GIS[J]. Computer and Modernization, 2015, 0(4): 47-53,60.

［1］邵龙义，时宗波，黄勤．都市大气环境中可吸入颗粒物的研究［J］．环境保护， 2000(1)：24-29．
［2］张卓，宣蕾，郝树勇．可视化技术研究与比较［J］．现代电子技术, 2010(17)：133-138．
［3］陈建军，于志强，朱昀．数据可视化技术及其应用［J］．红外与激光工程， 2001，30(5)：339-342．
［4］刘波，徐学文．可视化分类方法对比研究［J］．情报杂志， 2008(2)：28-30．
［5］冯艺东，汪国平，董士海．信息可视化［C］// 第一届全国虚拟现实技术研讨会论文集．北京， 2001：324-329．
［6］周宁，程红莉，吴佳鑫．信息可视化的发展趋势研究［J］．图书情报工作， 2008，52(8)：35-38．
［7］ Eppler M J, Burkard R A. Knowledge Visualization: Towards a New Discipline and its Fields of Application ［DB/OL］.

http://www.researchgate.net/publication/33682085_Knowledge_visualization_towards_a_new_discipline_and_its_fields_of_application， 2004-07-28． 
［8］ Chen Chun-houh． Handbook of Data Visualization［M］． Springer， 2008．
［9］ Xu Huaiyu， Hou Xiaoyu， Cai Heng， et a1． Online geographic information service platform based on Google Earth［C］// The 9th International Conference on Hybrid

Intelligent Systems. 2009,2: 345-348．
［10］Chan Yili, Mori M. Web-based flood monitoring system using Google Earth and 3D GIS［C］// Geoscience and Remote Sensing 2011 IEEE International Symposium-IGARSS. 2011：1902-1905．

［11］Zhao Hongyu． Google Earth software application in urban design of China［C］// Proceedings of the 2009 4th International Conference on Computer Sciences and Convergence

Information Technology. 2009:289-292．
［12］Huang Haifeng， Liu Wei． Development of three dimensional digital tourism presentation system based on Google Earth API［C］// 2011 IEEE International Conference on

Spatial Data Mining and Geographical Knowledge Services (ICSDM). 2011:300-302
［13］Xu Huaiyu， Ni Qing， Su Ruidan， et a1． A 3D virtual community integrated with Web-applications based on Google Earth ［C］// The 2nd IEEE International Conference on

Computer Science and Information Technology-ICCSIT. 2009:85-89．
［14］刘磊，仇菊香，刘晓红．基于Google Earth API的二次开发研究［J］．测绘标准化， 2011，27(2)：17-19．
［15］巴特．基于ArcGIS Engine的突发性大气污染事故应急响应系统研究［D］．大连：大连理工大学， 2009．
［16］张峰. 基于GIS的大气污染扩散模拟与评价系统研究及应用［D］．成都：成都理工大学， 2009．
［17］曾睿，向凤红，蒋文举．基于GIS的含硫气田大气污染预警与应急系统研究［J］．计算机应用与软件， 2010，27(10):191-192.
［18］欧阳坤．基于三维和时态GIS的大气污染扩散模拟系统研究与实现［D］．北京：清华大学， 2011．
［19］褚艳艳，梁栋，郭健洪,等．基于GoogleEarth的城市大气污染扩散模拟分析［J］．工业安全与环保， 2014，40(9)：36-39.
［20］欧阳坤．基于三维和时态GIS的大气污染扩散模拟系统研究与实现［D］．南京：南京息工程信大学， 2011．
［21］左平，张饴慈．什么是数学［M］．上海：复旦大学出版社， 2007．
［22］Maribeth Price． ArcGIS地理信息系统教程［M］．北京：电子工业出版社， 2012．
［23］金君，彭思岭，刘启亮,等．中国陆地区域气象要素空间插值方法比较研究［J］．工程勘察， 2010(11)：48-51．
［24］江宽，龚小鹏．程序天下Google API开发详解：Google Maps与Google Earth双剑合璧［M］．北京：电子工业出版社， 2008．

[1]	赵晨阳, 薛涛, 刘俊华. 基于改进Stable Diffusion的时尚服饰图案生成[J]. 计算机与现代化, 2024, 0(12): 15-23.
[2]	万兵1, 2, 3, 赵文涛4, 潘多涛1, 赵峥韬2, 3, 孙朝阳2, 3, 俞建成2, 3. 无人帆船半物理仿真测试系统设计[J]. 计算机与现代化, 2024, 0(12): 91-99.
[3]	陈宇航1, 杨勇1, 帕力旦·吐尔逊1, 樊小超1, 任鸽1, 刁宇峰2. 融合句法特征与语义特征的作文自动评分方法[J]. 计算机与现代化, 2024, 0(11): 64-69.
[4]	黄文栋, 王怡凡. 基于模态类别的多模态信息处理与融合综述[J]. 计算机与现代化, 2024, 0(07): 47-62.
[5]	张高义1, 徐杨1, 2, 曹斌1, 3, 李毅飞3. 基于数字孪生的铝电解槽三维可视化监控系统[J]. 计算机与现代化, 2024, 0(05): 104-109.
[6]	李静元, 张珂, 杨东裕. 基于雾计算的工业互联网安全数据访问方法[J]. 计算机与现代化, 2022, 0(12): 118-122.
[7]	陈春燕, 刘梦赤. 基于粒子群遗传算法的智能组卷策略[J]. 计算机与现代化, 2021, 0(08): 16-23.
[8]	宋鑫, 樊志强, . 基于Laguerre 前向神经网络的信息服务性能建模方法 [J]. 计算机与现代化, 2021, 0(03): 1-6.
[9]	魏健, 赵红涛, 刘敦楠, 加鹤萍 . 基于集成模型的超短时负荷预测方法[J]. 计算机与现代化, 2021, 0(03): 12-17.
[10]	王晓宇, 孙卡. 基于osgEarth的三维虚拟校园可视化[J]. 计算机与现代化, 2020, 0(11): 89-93.
[11]	吴忠得, 罗晓芳, 侯增选, 段鹏轩, 李楠楠. 基于三维地球场景的干扰条件雷达探测范围可视化方法[J]. 计算机与现代化, 2020, 0(10): 90-96.
[12]	段桂芹1，邹臣嵩2，刘锋2. 基于优化初始聚类中心的K中心点算法[J]. 计算机与现代化, 2019, 0(04): 1-.
[13]	李富星，蒙祖强 . 一种改进的类别区分词特征选择算法[J]. 计算机与现代化, 2019, 0(03): 73-.
[14]	白晓波1，邵景峰1，和征1，田建刚2. 基于学习的核偏最小二乘法优化扩展卡尔曼滤波[J]. 计算机与现代化, 2018, 0(09): 110-.
[15]	郑亚鹏，樊璐. 基于LSTM的临床血液需求预测方法[J]. 计算机与现代化, 2018, 0(05): 41-.