基于徑向基函數(shù)插值的環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化研究.pdf

1、可視化過程，是將數(shù)據(jù)信息和知識轉(zhuǎn)化為一種視覺形式，充分利用人們對可視模式快速識別的自然能力。可視化將人腦和現(xiàn)代計算機這兩個最強大的信息處理系統(tǒng)聯(lián)系在一起。有效的可視界面使得我們能夠觀察、操縱、研究、瀏覽、探索、過濾、發(fā)現(xiàn)、理解大規(guī)模數(shù)據(jù)，并與之方便交互，從而可以有效地發(fā)現(xiàn)隱藏在信息內(nèi)部的特征和規(guī)律。在我們這個信息日益豐富的社會，可視化技術(shù)研究和應(yīng)用開發(fā)已經(jīng)從根本上改變了我們表示和理解大型復(fù)雜數(shù)據(jù)的方式?？梢暬挠绊憦V泛而深入，引導(dǎo)我們獲

2、得新的洞察和有效的決策。 濟南市環(huán)境保護監(jiān)測站自1999年開始進行城市空氣質(zhì)量自動監(jiān)測工作，積累了大量的空氣質(zhì)量監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對整個城市環(huán)境空氣質(zhì)量的分析和預(yù)測具有十分重要的意義。隨著空氣質(zhì)量實時監(jiān)測系統(tǒng)和重點污染源實時在線監(jiān)測系統(tǒng)的建立，監(jiān)測數(shù)據(jù)的增長更加迅速。傳統(tǒng)的處理應(yīng)用軟件多采用二維圖表和曲線的形式，對少量的短期數(shù)據(jù)處理還可滿足目前的應(yīng)用需要。但隨著時間的推移，數(shù)據(jù)量迅速猛增，為及時有效的利用已有的信息，全面客觀

3、的反應(yīng)情況，給分析人員更直觀、方便的操作，需要提供一種新的軟件平臺來解決不斷提出的新要求。 本文討論了一個環(huán)境空氣質(zhì)量可視化系統(tǒng)的設(shè)計和部分實現(xiàn)的相關(guān)技術(shù)，研究實現(xiàn)了多種可視化方法，利用具有優(yōu)異性能的插值方法實現(xiàn)了數(shù)據(jù)動態(tài)可視，以滿足對濟南市環(huán)境空氣質(zhì)量分析的要求，為濟南市環(huán)境監(jiān)測與保護管理部門的決策提供輔助手段。 本文做的工作主要分以下幾個方面： 分析比較了若干實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化的方法，重點對利用徑向基函數(shù)插值方法

4、的應(yīng)用環(huán)境與性能優(yōu)劣進行了詳細的分析，運用緊支撐徑向基函數(shù)插值方法對濟南市環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報數(shù)據(jù)（污染物濃度）進行在時間和空間維度上的插值，實現(xiàn)了空氣質(zhì)量數(shù)值預(yù)報數(shù)據(jù)的動態(tài)可視化。通過對空氣質(zhì)量預(yù)報數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析，利用多線程技術(shù)實現(xiàn)了多空間層次的數(shù)據(jù)可視化；進而可以在多個層面上進行不同污染物項目的比較，更詳盡地揭示出污染物在城市空間的分布規(guī)律；分析現(xiàn)有空氣質(zhì)量實時監(jiān)測站點的連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用徑向基函數(shù)插值實現(xiàn)了實時空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)的插值擬