385 Разработка геоинформационной системы в составе

Реклама
Разработка геоинформационной системы в составе программного
комплекса для исследования внутренних гравитационных волн в
Мировом океане
Тюгин Д.Ю. e-mail:[email protected], Куркин А.А., Куркина О.Е
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е.
Алексеева
В динамике различных областей океана значительную роль
играет разновидность волнового движения, связанного с плотностной
стратификацией,
известного
под
названием
внутренние
гравитационные волны.
Для описания генерации и распространения внутренних волн
создан ряд общепризнанных в научном сообществе моделей. Их
использование осложнено отсутствием единой программной среды для
задания параметров, исходных данных, визуализации результатов и
средств анализа, кроме того, модели для описания ВГВ, как правило,
реализованы для частных случаев (в географическом и физическом
смыслах), на различных языках программирования и доступны лишь
локально. Для объединения моделей в единую программную среду
был разработан программный комплекс, включающий настоящую
геоинформационную систему. Общий вид системы представлен на
рисунке 1.
XI международная конференция «Информатика», том 2
385
Рис. 1. Общий вид геоинформационной системы (интерактивный выбор
области данных)
Необходимость разработки ГИС системы обусловлена тем, что
входные и выходные данные для моделей – это численные массивы
различных параметров с привязкой к географическим координатам.
ГИС система позволяет визуализировать ряд параметров, таких
как фазовая скорость, дисперсия, нелинейные параметры внутренних
гравитационных волн, рассчитанных на основе международных
гидрологических источников данных WOA (World Ocean Atlas 2005,
WOA05) и GDEM (Generalized Digital Environmental Model, GDEM V
3.0). Для батиметрии был использован цифровой атлас GEBCO.
Особенностью данной ГИС системы является возможность
отображать в реальном времени выходные данные математических
моделей программного комплекса, рисунок 2.
386 XI международная конференция «Информатика», том 2
Рис. 2. Отображение распространения плоской волны в виде лучей
В данной системе реализована интерактивность работы с
пользователем. ГИС система позволяет:
• выбирать для просмотра отдельные области данных
• увеличивать выбранную область
• задавать палитру для визуализации параметров
• сохранять результаты в виде графических файлов
• отображать опорные точки численных массивов, на основе
которых проводится построение карты
• задавать специфические параметры для моделей, такие как
источник возмущения, разрез
• просматривать значения численных данных в выбранной точке
Геоинформационная система была построена с использованием
библиотек QT [1]. При разработке компонентов для визуализации
учитывалась скорость работы при различных способах отрисовки
графики [2], стратегий обновления области визуализации, скорость
расчета данных палитры. В результате использования низкоуровневых
функции построения графики и оптимизации работы алгоритмов
обновления удалось достичь приемлемой производительности. Время
обновления на типовом компьютере с процессором Intel Core 2 Duo
1.8ГГц, 2Гб оперативной памяти скорость построения графики не
превышает 1 секунды для атласа с разрешением 1/6 градуса.
XI международная конференция «Информатика», том 2
387
Представленные результаты получены в рамках реализации
мероприятия 1.2.1 «Проведение научных исследований научными
группами под руководством докторов наук» ФЦП «Научные и научнопедагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы, а
также при поддержке грантов Президента РФ для молодых российских
ученых – докторов наук (МД-99.2010.5), и РФФИ 10-05-00199а.
1.
Список литературы
Документация к библиотеке QT// http://doc.qt.nokia.com
2.
Бланшет Ж., Саммерфилд М. Qt 4. Программирование GUI на С++
// Издательство:КУДИЦ-Пресс, 2007 г. 648 стр.
388 XI международная конференция «Информатика», том 2
Скачать