時間：2023-09-17 14:51:17
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇可視化技術(shù)研究，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
>> 基于數(shù)字地球平臺的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)研究 基于FLEX技術(shù)的臺風(fēng)災(zāi)害數(shù)據(jù)時空可視化表達(dá) 多層樣式的離散地球網(wǎng)格可視化技術(shù)研究 基于LOD的三維地形可視化技術(shù)研究 一種基于物聯(lián)網(wǎng)的可視化沙盤技術(shù)研究 基于ArcGIS的航道三維可視化關(guān)鍵技術(shù)研究 基于LIC的海洋流場數(shù)據(jù)可視化技術(shù)研究及應(yīng)用 基于維約束的平行坐標(biāo)可視化技術(shù)研究 基于GIS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化技術(shù)研究與實踐 基于三維可視化的地籍管理技術(shù)研究 基于可視化技術(shù)的知識提取研究 基于VTK技術(shù)的可視化研究 基于變電站的微機(jī)防誤系統(tǒng)的可視化監(jiān)控技術(shù)研究 油田注水系統(tǒng)可視化技術(shù)研究 可視化技術(shù)研究與比較 可視化技術(shù)對器材保障的作用及關(guān)鍵技術(shù)研究 基于Matlab的通信原理可視化教學(xué)平臺 基于海量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可視化服務(wù)平臺的研究 面向電力系統(tǒng)的可視化信息系統(tǒng)技術(shù)研究 計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的可視化技術(shù)研究 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：.
[5]Bigheader.World Wind技術(shù)手冊[R].2007.
[6]童曉沖，賁進(jìn)，張永生.全球多分辨率數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建與快速顯示[J].測繪科學(xué)，2006，01.
關(guān)鍵詞：LOD技術(shù)；Creator；簡化
模型的實時繪制是虛擬現(xiàn)實的一項基本要求，而計算機(jī)所提供的計算能力往往不能滿足復(fù)雜三維場景的實時繪制要求。1976年，Clark提出了細(xì)節(jié)層次(LeveI ofDetail，LOD)模型的概念，認(rèn)為當(dāng)物體覆蓋屏幕較小區(qū)域時，可以使用該物體描述較粗的模型。在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的場景繪制時，在不同的顯示時段需要不同的簡化模型，因此需要進(jìn)行一系列簡化。
一、LOD技術(shù)相關(guān)研究
LOD技術(shù)是指在同一個場景中，依據(jù)視覺的特性，遠(yuǎn)離視點的物體只需較粗的細(xì)節(jié)，而只有離視點較近的物體才需要詳細(xì)的細(xì)節(jié)，這樣便可以通過具有不同細(xì)節(jié)的描述得到一組模型，供渲染時使用。LOD技術(shù)主要有頂點刪除、三角形刪除、三角形合并、基于包絡(luò)網(wǎng)格的模型簡化等算法。1992年后，國內(nèi)外學(xué)者相繼提出了許多LOD技術(shù)模型生成算法，對地形網(wǎng)格生成而言主要有基于規(guī)則三角形網(wǎng)格算法和基于不規(guī)則三角形網(wǎng)格算法兩類。作為對規(guī)則三角形網(wǎng)格算法多分辨率地形的簡化，在大地形的場景繪制時，在不同的顯示時段需要不同的簡化模型，因此需要進(jìn)行一系列簡化。Hoppe提出了一種遞進(jìn)網(wǎng)格算法，增加三角形到任意網(wǎng)格來滿足需要的細(xì)節(jié)，后來又對遞進(jìn)網(wǎng)格算法進(jìn)行了擴(kuò)展，形成了基于視點的遞進(jìn)網(wǎng)格算法，避免了三角剖分給整體網(wǎng)格帶來的影響。
二、實物模型在Creator軟件中的LOD簡化
Creator軟件中的LOD技術(shù)主要通過設(shè)置模型的Switch ln、Switch Out值來實現(xiàn)不同視點距離顯示不同復(fù)雜度模型。在實際開發(fā)中注意相鄰復(fù)雜度模型中低復(fù)雜度模型的多邊形數(shù)目是高復(fù)雜度模型多邊形數(shù)目的75％。采用該技術(shù)不但可以增強場景的逼真度，也可以減少場景繪制的多邊形的數(shù)量，既提高了可視性又節(jié)約了系統(tǒng)資源。
1信息檢索可視化技術(shù)的特點
信息檢索可視化技術(shù)是數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在信息檢索領(lǐng)域的應(yīng)用，信息使用者通過圖形界面和網(wǎng)絡(luò)信息檢索系統(tǒng)的相互作用，評價和優(yōu)化檢索結(jié)果，從而提高信息的查全率和查準(zhǔn)率，達(dá)到滿足信息使用者需求的目的［1］。信息檢索可視化技術(shù)，不僅可以實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)以圖形或者圖像的方式直觀地顯示出來，讓用戶明確數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系與規(guī)律，有利于用于對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和理解，而且還使用戶信息檢索操作更加簡便，有效地提高了檢索效率。信息檢索可視化技術(shù)實現(xiàn)了過程—結(jié)果的全程直觀展示，受到廣大用戶的一致好評。
2圖書館信息檢索可視化技術(shù)的發(fā)展及其存在的問題
2.1圖書館信息檢索技術(shù)的發(fā)展
圖書館傳統(tǒng)的檢索方式主要是檢索者利用館藏期刊、書目索引和各館自行編排的館藏目錄卡片實現(xiàn)相關(guān)信息的查找和翻閱。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，隨著計算機(jī)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，圖書館信息檢索也開始利用通信設(shè)備和存儲信息的計算相連，實現(xiàn)聯(lián)機(jī)檢索。各大型圖書館依托因特網(wǎng)成功地開發(fā)和應(yīng)用了多種服務(wù)項目，其中最具優(yōu)勢的服務(wù)項目之一當(dāng)屬網(wǎng)絡(luò)信息檢索技術(shù)。迄今為止，在Internet上功能完善的信息檢索工具主要有分布式信息服務(wù)系統(tǒng)、廣域信息網(wǎng)和萬維網(wǎng)等。Internet技術(shù)將海量服務(wù)器連成一體，實現(xiàn)了分散信息系統(tǒng)向整體化集成的重要轉(zhuǎn)化，通過在館內(nèi)建立Web網(wǎng)站OPAC，實現(xiàn)了信息使用者快速檢索各學(xué)科信息的目的。
2.2圖書館檢索技術(shù)存在的問題
現(xiàn)有數(shù)字圖書館的檢索系統(tǒng)主要是運用主題目錄分類和搜索關(guān)鍵字來進(jìn)行信息資源的檢索，相較于傳統(tǒng)檢索方法，新的信息檢索方法為信息導(dǎo)航帶來了巨大的變革，同時也存在較多的問題。第一，信息歸類和維護(hù)過程需要投入大量的人力資源，信息更新也很不及時。第二，關(guān)鍵字檢索使得搜索結(jié)果涵蓋大量無用信息，用戶很難直接查找到與自己意圖相吻合的信息。第三，大部分圖書館Web站點缺乏明確的定位，不具備自己的特色，提供的服務(wù)主要是館藏書目查詢，很難直接檢索文獻(xiàn)，用戶難以快速、正確地找到所需信息［2］。第四，文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫著錄未能統(tǒng)一，規(guī)范性差，資源共享不完全，缺乏統(tǒng)一的組織與協(xié)調(diào)。第五，檢索工具缺乏檢索詞控制，大多數(shù)采用自然語言標(biāo)引，無法實現(xiàn)人工標(biāo)引的甄選。第六，站點管理水平有限，系統(tǒng)運行穩(wěn)定性不高，加上信息工作人員普遍水平不高，英語水平較差，難以達(dá)到網(wǎng)上瀏覽器查新的水平，使信息服務(wù)質(zhì)量大打折扣。
3可視化技術(shù)在信息檢索方面的具體運用
3.1本體概念和應(yīng)用
3.1.1本體的定義和作用本體涵蓋了概念模型、形式化、共享等含義，通過抽出客觀世界中的一些現(xiàn)象的相關(guān)概念而得出的模型，所體現(xiàn)的是相關(guān)領(lǐng)域共同認(rèn)可的知識，應(yīng)用計算機(jī)進(jìn)行處理。本體的建立就是為了捕獲相關(guān)領(lǐng)域的知識，提供對該領(lǐng)域相關(guān)知識的共同理解。具體來說，就是本體為人們提供了相互交流的通用語言，使領(lǐng)域在不同的系統(tǒng)和模型之間實現(xiàn)相互集成和轉(zhuǎn)化。
3.1.2基于信息檢索的本體應(yīng)用多信息的檢索和集成是本體的重要運用領(lǐng)域，信息多就容易出現(xiàn)不同信息源在表達(dá)上存在差異，所以就必須建立一套共用的信息語言，不僅可以減少信息轉(zhuǎn)換的難度，還能建立統(tǒng)一的信息集成模式，幫助信息使用者搜索到期望的知識點，并將所搜索的知識點進(jìn)行相應(yīng)的概念補充，從而在數(shù)據(jù)集成里面查詢到最終需要的資源。由于本體具有通過概念之間的關(guān)系來表達(dá)語言的能力，所以能夠大幅度地提高檢索的準(zhǔn)確性和全面性。
3.2內(nèi)容檢索
互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展，信息載體和形式也在不斷變化，互聯(lián)網(wǎng)信息多樣化不斷深入，圖形、圖片、視頻和動畫等多媒體技術(shù)不斷涌現(xiàn)，致使以文本方式進(jìn)行檢索的技術(shù)弊端日漸凸顯。為此，內(nèi)容檢索技術(shù)隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展在文本檢索技術(shù)的基礎(chǔ)上應(yīng)運而生。該檢索主要是利用融合了圖像處理技術(shù)、模式識別技術(shù)，從而極大地提高了檢索的效率，為信息使用者提供了更加直觀有效的檢索手段。
3.3可視化信息檢索
3.3.1可視化信息檢索的內(nèi)容和優(yōu)勢可視化信息檢索包含兩方面內(nèi)容：檢索過程可視化和檢索結(jié)果可視化。相對于其他信息檢索技術(shù)，可視化信息檢索技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)如下：第一，增強用戶的認(rèn)知能力?？梢暬瘷z索通過人類對圖片處理的較強能力，將文本內(nèi)容轉(zhuǎn)化為空間的、圖形的形式后，以直觀的方式供用戶瀏覽與分析，不再需要進(jìn)行語言處理，從而減少人的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。與此同時，檢索結(jié)果的可視化，可以揭示文檔中看不見的語義關(guān)系，通過一些空間屬性如距離、長短、大小等來表示文檔的相似性，可以便于用戶快速地找到相關(guān)的文檔，也方便用戶理解檢索到的信息之間的關(guān)聯(lián)性，從而提高用戶的認(rèn)知能力。第二，信息檢索過程透明化。傳統(tǒng)的信息檢索系統(tǒng)對用戶而言是一個不透明的黑箱，用戶提交了提問式后，系統(tǒng)怎樣分解用戶提問式、怎么匹配提問詞和標(biāo)引詞、怎樣得出結(jié)果等過程對用戶而言都是不透明的，因此用戶也無法對系統(tǒng)內(nèi)部處理過程進(jìn)行控制。一個可視化的信息檢索環(huán)境使檢索過程變得透明了，包括文獻(xiàn)與提問的語義關(guān)聯(lián)關(guān)系、文獻(xiàn)與文獻(xiàn)語義關(guān)聯(lián)關(guān)系、信息發(fā)現(xiàn)過程、檢索的顯示等。這使得用戶的檢索更加容易、有趣，也大大增加了用戶對信息檢索過程的控制能力。第三，方便用戶進(jìn)行信息瀏覽。在可視化的檢索環(huán)境中，用戶檢索信息如魚得水，各種各樣的可視化檢索技術(shù)充分利用了人們對圖像處理的能力，既可以顯示檢索的核心信息，又以各種方式忽略或隱藏周圍的細(xì)節(jié)信息［4］。當(dāng)用戶點擊檢索結(jié)果時，可以很快發(fā)現(xiàn)感興趣的領(lǐng)域，并且根據(jù)檢索結(jié)果的語義關(guān)聯(lián)性研究相關(guān)興趣領(lǐng)域，從一個興趣領(lǐng)域里自然地過渡到另一個興趣領(lǐng)域，同時還可以來回自由地在相關(guān)的興趣領(lǐng)域?qū)ふ蚁嚓P(guān)信息，這是傳統(tǒng)的信息檢索所不能實現(xiàn)的。第四，提供良好的人機(jī)對話和交流環(huán)境。信息檢索過程應(yīng)該是一個多回合的人機(jī)對話和交流過程?？梢暬男畔z索將人的因素引進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)，在檢索中可以發(fā)現(xiàn)檢索結(jié)果之間的關(guān)聯(lián)性，用戶可以根據(jù)自己感興趣的內(nèi)容進(jìn)行檢索，不斷獲取所需的信息，也可以獲取到相關(guān)領(lǐng)域的信息，這將會鼓勵人的參與，促進(jìn)人機(jī)對話，改善人機(jī)交流。第五，提高檢查率和查準(zhǔn)率。信息檢索可視化是數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在信息檢索領(lǐng)域的應(yīng)用，可視化提高了信息相關(guān)性判別的效率，擴(kuò)展了信息相關(guān)性判別的手段。信息用戶可以通過圖形界面與網(wǎng)絡(luò)信息檢索系統(tǒng)進(jìn)行交互，評價檢索過程中每次檢索的結(jié)果，優(yōu)化提問或查詢，從而提高查全率和查準(zhǔn)率。
3.3.2信息檢索可視化的相關(guān)技術(shù)信息檢索的可視化涉及信息檢索技術(shù)和可視化技術(shù)。其中可視化技術(shù)的實現(xiàn)以映射技術(shù)和顯示技術(shù)最為關(guān)鍵。
（1）映射技術(shù)主要就是把數(shù)據(jù)從多維空間映射到2維和3維空間，以便成為計算機(jī)可以處理的數(shù)據(jù)。在此主要介紹自組織映射和潛在語義標(biāo)引兩種映射技術(shù)：自組織映射是通過模擬人腦對信號的處理特點而發(fā)展起來的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，目的就是把錄入數(shù)據(jù)或信號的各種特點加以抽象和歸類，使其保持拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的有序性，當(dāng)類似信號輸入時就會通過映射反映到相應(yīng)維度空間；潛在語義標(biāo)引就是通過統(tǒng)計方法尋找詞與詞之間的語義結(jié)構(gòu)，通過奇異值分解，將文檔向量投影到較低的維度空間，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效轉(zhuǎn)化。
（2）顯示技術(shù)是指將經(jīng)過處理的文字和信號以圖形的形式顯示出來的技術(shù)。目前常用的顯示技術(shù)主要有Focus＋Contex（t聚焦＋上下文技術(shù)）、Cone－Tree（錐形樹技術(shù)）、Tree-map（樹圖技術(shù)）、HyperbolicTree（雙曲線樹技術(shù)）等技術(shù)。不同的顯示技術(shù)各有優(yōu)缺點，在信息檢索可視化應(yīng)用過程中，需要依據(jù)實際情況加以選擇或整合。
4完善圖書館信息管理可視化技術(shù)的對策
想要不斷完善圖書館信息管理可視化技術(shù)，就必須從以下幾方面做好工作：第一，根據(jù)本館的館藏資料格局、人力和經(jīng)費等條件，結(jié)合區(qū)域內(nèi)社會發(fā)展對信息的需求，對館藏信息進(jìn)行重組，建立各種與教學(xué)、科研及人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的特色數(shù)據(jù)庫，使讀者可以快速檢索到所需信息。第二，建立信息數(shù)據(jù)指引庫，通過對指引庫的訪問檢索到相關(guān)信息的具體館藏路徑，方便檢索信息。第三，實施標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的數(shù)據(jù)庫信息，采用統(tǒng)一高效的網(wǎng)絡(luò)檢索工具，做到人機(jī)檢索有效互換，提高檢索的準(zhǔn)確性，為后期各圖書館的聯(lián)網(wǎng)打好基礎(chǔ)。第四，對各館的館藏資料實施資源整合，形成新的資源體系，讓用戶能夠通過統(tǒng)一的檢索平臺查找各個圖書館的館藏信息，從而實現(xiàn)信息資源的高效利用。第五，對新一代的電子用戶進(jìn)行相關(guān)基礎(chǔ)教育，比如優(yōu)化本館網(wǎng)上資源的配置及檢索途徑，Internet相關(guān)服務(wù)項目、使用方法和技巧，從而吸引更多的讀者進(jìn)行檢索閱讀。第六，提高館藏工作人員的整體業(yè)務(wù)水平，要求館藏人員具備相應(yīng)的計算機(jī)應(yīng)用等級水平和英語等級水平，能夠熟練運用互聯(lián)網(wǎng)搜索相關(guān)資料，熟練運用英語進(jìn)行人機(jī)互動，招聘適應(yīng)新時代需求的數(shù)字圖書管理人員。第七，建立健全網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員考核制度，加強服務(wù)意識和事故應(yīng)變處理能力，保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定有效運行。第八，完善數(shù)字化圖書館信息系統(tǒng)的語義表達(dá)。所謂語義就是數(shù)據(jù)和符號所代表的含義及含義之間的關(guān)系，是對數(shù)據(jù)的抽象和組織的更高層次的邏輯表達(dá)。信息檢索的難點就是簡短、模糊的用戶查詢與存在的海量文檔之間不匹配的問題，解決該問題就要增加文檔和用戶查詢的語義表達(dá)，隨著互聯(lián)網(wǎng)向語義網(wǎng)絡(luò)不斷深化發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)平臺不僅僅只提供簡單的通信服務(wù)，而是要達(dá)到人機(jī)之間智能的交互理解，從而為人們共享知識、交流思想提供更好的服務(wù)。
5結(jié)語
關(guān)鍵詞：數(shù)字地球平臺 可視化算法 可視化技術(shù)
中圖分類號：F224 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）11-0054-03
1 數(shù)字地球與數(shù)字地球平臺
數(shù)字地球是一個無縫的覆蓋全球的地球信息模型。把分散的信息按照地理坐標(biāo)組織起來，既能體現(xiàn)出地球上各種信息的內(nèi)在有機(jī)聯(lián)系，又便于按照地理坐標(biāo)進(jìn)行檢索和利用。數(shù)字地球是信息化的地球，它包括全部地球資料的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的過程。其核心思想是利用數(shù)字化手段整體性地解決地球問題，并最大限度地利用信息資源。數(shù)字地球從數(shù)字化、數(shù)據(jù)建模、系統(tǒng)仿真、決策支持一直到虛擬現(xiàn)實，是一個開放的復(fù)雜的巨大系統(tǒng)，是一個全球綜合信息的數(shù)據(jù)系統(tǒng)工程。數(shù)字地球的特點是空間性、數(shù)字性和整體性，它有自己的理論體系、技術(shù)體系、應(yīng)用體系、工程體系[1]。
以Google Earth和World Wind為代表的數(shù)字地球平臺（Digital Earth Platform），是一個集地球空間數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、分析、檢索、表達(dá)、輸出為一體的服務(wù)和決策支持系統(tǒng)。數(shù)字地球平臺以多分辨率空間影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以統(tǒng)一的坐標(biāo)投影系統(tǒng)為框架，以開放的XML為數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，以空間數(shù)據(jù)為支撐，以三維可視化技術(shù)為手段，以分布式網(wǎng)絡(luò)為紐帶，為建立基于空間信息的各類應(yīng)用提供有力的工具[2]。
2 基于數(shù)字地球平臺的數(shù)據(jù)管理
2.1 數(shù)字地球平臺的選擇
數(shù)字地球平臺一般均采用金字塔層級結(jié)構(gòu)對影像和數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）進(jìn)行分級分塊。金字塔是一種多分辨率層次模型，從金字塔的底層到頂層，其分辨率越來越低，對應(yīng)的層級數(shù)據(jù)量也越來越小。在地形場景的繪制時在保證顯示精度的前提下為提高渲染速度，不同的場景區(qū)域需要不同分辨率的數(shù)據(jù)。金字塔層級結(jié)構(gòu)的建立為減少數(shù)據(jù)訪問量、提高系統(tǒng)的效率及性能提供了技術(shù)上的保障。隨著影像和DEM數(shù)據(jù)量越來越大，為提高實時縮放和渲染的速度，快速獲取不同分辨率下的數(shù)據(jù)，往往對原始的影像和DEM建立其金字塔層級結(jié)構(gòu)。在構(gòu)建地形金字塔的層級結(jié)構(gòu)時，首先把原始的地形數(shù)據(jù)作為金字塔的底層，即第0層，并對其進(jìn)行分塊，形成第0層的層級塊矩陣。在第0層的基礎(chǔ)上按每2×2個像素合成一個像素的方法生成第一層，并對其進(jìn)行分塊，形成第1層的層級塊矩陣。依次按照此種方法構(gòu)建整個層級的金字塔，結(jié)構(gòu)如圖1所示。
由于四叉樹結(jié)構(gòu)的生成和維護(hù)相對比較簡單，且當(dāng)空間數(shù)據(jù)對象分布比較均勻時，基于四叉樹的空間索引可以獲得比較高的空間數(shù)據(jù)插入和查詢效率，因此其成為空間數(shù)據(jù)庫中常用的索引之一。在生成空間四叉樹索引結(jié)構(gòu)時需要確定工作區(qū)域的邊框坐標(biāo)，即空間四叉樹的根節(jié)點。空間對象插入空間數(shù)據(jù)庫時如果某一節(jié)點中的空間對象達(dá)到某一閾值，則需將當(dāng)前節(jié)點分解成2d個子節(jié)點（其中d為空間的維數(shù)）以使每個節(jié)點中包含的空間對象數(shù)小于給定的閾值。金字塔層級結(jié)構(gòu)和線性四叉樹索引方式相結(jié)合的數(shù)據(jù)組織管理方式保證了海量地形數(shù)據(jù)實時可視化，如圖2所示。
World Wind是一款采用了先進(jìn)的流傳輸技術(shù)的可視化三維數(shù)字地球瀏覽器，主要面向科學(xué)研究工作者，軟件用C#編寫，調(diào)用微軟SQL Server數(shù)據(jù)庫Terrain Server實現(xiàn)地形三維的顯示；同時，World Wind也是一個開放的軟件，提供了開放的地理信息框架，允許用戶修改World Wind本身的代碼，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)?；陂_放性的考慮，本系統(tǒng)選擇World Wind作為數(shù)字地球的開發(fā)的基礎(chǔ)平臺。數(shù)字地球平臺的運行界面如下圖3所示。
2.2 基于數(shù)字地球平臺的數(shù)據(jù)管理
電磁法勘探是根據(jù)地殼中各類巖石或礦體的電磁學(xué)性質(zhì)和電化學(xué)特性的差異，通過對人工或天然電場、電磁場或電化學(xué)場的空間分布規(guī)律和時間特性的觀測和研究，尋找不同類型有用礦床和解決地址問題的地球物理勘探方法。電磁法勘探法用于尋找金屬、非金屬礦床、勘查地下水資源和能源，解決某些工程地質(zhì)及深部地質(zhì)問題。電磁法勘探過程中的裝置示意圖如下圖4所示。
由上圖4可見，測試完畢后，每個測點對應(yīng)得到一組一維的測試數(shù)據(jù)，一條測線的測量數(shù)據(jù)可顯示為二維圖形，一個測區(qū)的數(shù)據(jù)可以生成三維圖形。
系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)管理策略為數(shù)據(jù)文件與KML（keyhole markup language，keyhole標(biāo)記語言）文件相結(jié)合的方式。KML是一種采用擴(kuò)展標(biāo)記語言（XML）語法與格式的語言，KML使用包含名稱、屬性的標(biāo)簽來確定顯示方式，數(shù)字地球平臺對于KML文件的解析就是通過解析這些標(biāo)簽得來的。因此，系統(tǒng)將諸如點坐標(biāo)、經(jīng)緯度及高度等屬性信息寫入KML文件；而二進(jìn)制格式的數(shù)據(jù)文件保存的則是詳細(xì)測量信息，二者通過經(jīng)緯度坐標(biāo)信息、測點名稱等屬性可一一對應(yīng)起來。
2.3 基于數(shù)字地球平臺的測點信息管理
可見，作為空間信息支持下的GIS系統(tǒng)，數(shù)字地球平臺可以有效地組織和顯示地理信息數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行測區(qū)選擇與測線部署優(yōu)化，能夠監(jiān)控野外勘探施工質(zhì)量。
3 基于數(shù)字地球平臺的數(shù)據(jù)可視化
現(xiàn)有的三維可視化軟件開發(fā)包種類較多，支持的語言包括C++，Java，IDL腳本語言等，支持的開發(fā)環(huán)境比較齊全。OpenGL是較多采用的圖形庫，但它的函數(shù)功能復(fù)雜多樣，對于圖形的投影、顏色、紋理、光照等方面的設(shè)置繁瑣、編碼量大，不易短時間內(nèi)掌握。Open Inventor是一個建立在OpenGL 基礎(chǔ)上的對象庫，開發(fā)人員可以任意使用、修改和擴(kuò)展對象庫。Open Inventor由一系列的對象模塊組成，通過利用這些對象模塊，開發(fā)人員可以花費最小的編程代價，開發(fā)出能充分利用強大的圖形硬件特性的程序。
在Windows環(huán)境下，以.NET為開發(fā)平臺，采用Open Inventor進(jìn)行三維地質(zhì)數(shù)據(jù)的可視化處理可以大大簡化開發(fā)的過程，而且開發(fā)者無需過多關(guān)注圖形的優(yōu)化顯示，就可以得到極為逼真的圖形顯示效果。
克里金內(nèi)插法：為了更好地發(fā)揮Open Inventor的各項圖形模塊功能，前期對數(shù)據(jù)的處理非常重要，需要將離散、不規(guī)則的數(shù)據(jù)插值處理成規(guī)則的網(wǎng)格數(shù)據(jù)。運用圖形仿真方法，插值的過程就是建立所研究變量完整的數(shù)學(xué)模型的過程。數(shù)據(jù)場可視化常用的插值方法一般有距離加權(quán)反比法，多項式最小二乘法等。在地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)中克里金插值方法獲得了廣泛的應(yīng)用[3]，從統(tǒng)計意義上來說，是從變量相關(guān)性和變異性出發(fā)，在有限區(qū)域內(nèi)對區(qū)域化變量的取值進(jìn)行無偏、最優(yōu)估計的一種方法；從插值角度講是對空間分布的數(shù)據(jù)求線性最優(yōu)、無偏內(nèi)插估計的一種方法，本文采用了普通克里金（Kriging）插值方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理。
4 結(jié)語
數(shù)字地球平臺以高分辨衛(wèi)星影像為基礎(chǔ)，利用無縫拼接技術(shù)使影像連續(xù)，采用高精度DEM正射校正使其空間位置準(zhǔn)確，在此平臺上不僅可以顯示地形的構(gòu)造信息，還能夠?qū)崿F(xiàn)油氣勘探信息的集成化、可視化綜合管理與應(yīng)用。可見，作為空間信息支持的GIS系統(tǒng)，數(shù)字地球平臺是地球科學(xué)研究重要組成部分和重要依托，可以有效地組織、顯示數(shù)據(jù)?？梢暬瘮?shù)據(jù)的前期處理非常重要，還需要不斷研究尋找速度快、誤差小、復(fù)雜度低且適合地質(zhì)數(shù)據(jù)特點的插值算法。
參考文獻(xiàn)
[1]承繼成，郭華東，薛勇，數(shù)字地球?qū)д揫M].北京：科學(xué)出版社，2007.
[2]苗放，葉成名劉瑞，孔祥生，李康榮，徐松浦，張遠(yuǎn)紅，新一代數(shù)字地球平臺與“數(shù)字中國”技術(shù)體系架構(gòu)探討.2007，11（32）：157-158.
[3]丁光華，劉嘉勇，孫克強.基于XML的信息隱藏方法[J].計算機(jī)工程，2008，34（6）：155-157.
[4]劉瑞，苗放，葉成名.基于數(shù)字地球平臺的油氣工程技術(shù)應(yīng)用[J].成都理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2009.
關(guān)鍵詞：大型水利水電工程；建筑物；三維可視化建模技術(shù)
在現(xiàn)代信息技術(shù)不斷深化發(fā)展的過程中，大型水利水電工程建設(shè)現(xiàn)代化、數(shù)字化發(fā)展已經(jīng)成為其發(fā)展的必然趨勢，而三維可視化仿真模型的構(gòu)建是推動其發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，三維可視化仿真模型的直觀性、可操作性都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)計方法，所以對其展開研究對提升大型水利水電工程整體性能具有重要的意義。
1大型水利水電工程的數(shù)據(jù)模型
數(shù)據(jù)模型的性能決定其包括能夠描述系統(tǒng)的靜態(tài)特征的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、能夠描述系統(tǒng)動態(tài)特征得到數(shù)據(jù)操作和保證系統(tǒng)整體持續(xù)運行的完整性約束三個主要結(jié)構(gòu)，其共同使數(shù)據(jù)模型能夠?qū)ΜF(xiàn)實世界真實的模擬，能夠通過計算機(jī)實現(xiàn)并被人類理解。通常大型水利水電工程建筑物中同時存在規(guī)則和不規(guī)則的實體，在建筑模型中需要將建筑物中真實存在的面和體分為規(guī)則和不規(guī)則兩種類型，通常平面區(qū)域或規(guī)則的曲面區(qū)域在數(shù)據(jù)模型中會視為規(guī)則面對像，否則為不規(guī)則面對像，體對象作為多個面對像構(gòu)成的空間實體，其中如果存在一個及其以上的不規(guī)則面對像，則數(shù)據(jù)模型視其為不規(guī)則體對象，由此在數(shù)據(jù)模型中將規(guī)則面對像表示為多邊形或函數(shù)構(gòu)造面；將規(guī)則的體對象表示為長方體、圓柱體等幾何構(gòu)造體；將不規(guī)則面對像表示為TIN面片；將不規(guī)則體對像表示為以上基本元素的組合。某大型水利水電工程建筑物三維可視化建模技術(shù)中需要面對建筑物的點、線、面、體對象構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，其點對象的三維空間位置可以通過Q(x，y，z)表示，而兩個點對象的三維空間位置即可以描述建筑物的線段對象，而多個線段對象將共同組成線對象，線對象又可以描述幾何要素，由此可見數(shù)據(jù)模型可以實現(xiàn)對規(guī)則或不規(guī)則建筑實體的描述，三維可視化建模的數(shù)據(jù)模型實質(zhì)上是以面對像或面對像的組合形式對建筑物實體進(jìn)行仿真，所以在設(shè)計的過程中可針對不同的面對像進(jìn)行優(yōu)化，有利于建筑物整體性能的提升。
2大型水利水電工程建筑物的建模思路
由于構(gòu)建的三維可視化模型既要表述系統(tǒng)的組成，又要表述復(fù)雜系統(tǒng)中不可分解的子系統(tǒng)，所以模型要由不同的模塊構(gòu)成，而模塊之間既要有層次結(jié)構(gòu)，又要具有組成和可連續(xù)的關(guān)系；不同模塊其在構(gòu)建的過程中需要用獨立的物理設(shè)備或部件；能夠通過獨立的數(shù)學(xué)描述各模塊的特征。三維可視化模型模塊之間的關(guān)系決定，對建筑物實體的描述可以通過以下方法實現(xiàn)：針對單純以簡單物體粘合形式構(gòu)成的物體可以通過空間分割描述，如長方體、圓柱體等；針對簡單物體復(fù)雜粘合形式構(gòu)成的物體，可通過構(gòu)造實體幾何表示的方法描述，如并集、交集等；針對復(fù)雜物體可通過邊界表示法，對物體邊界的點、線、面進(jìn)行描述，不同性質(zhì)實體描述方法的差異決定某大型水利水電工程應(yīng)用三維可視化建模技術(shù)的過程中需要通過GIS平臺，CAD，3dsmax圖形處理軟件等進(jìn)行稽核建模、形象建模、三維顯示。
3大型水利水電工程建筑物幾何建模技術(shù)
幾何建模技術(shù)即結(jié)合建筑物實體特征點的實際數(shù)據(jù)，計算其法向量，進(jìn)而形成三維幾何模型的過程，由于大型水利水電工程建筑物較復(fù)雜，其存在簡單的建筑物、同高程水域平面、復(fù)雜三維實體構(gòu)造等。構(gòu)建簡單的建筑物模型，可以通過空間分割描述，例如將箱體式房屋視為屋頂面和多個鉛直外墻面構(gòu)成的實體；構(gòu)建同高程水域平面三維模型可以利用邊界多邊形的三角剖面表示；構(gòu)建復(fù)雜三維實體三維模型利用制圖軟件將三維實體的數(shù)據(jù)在三維空間坐標(biāo)體系中直接定位，然后利用以下技術(shù)進(jìn)行建模：一種是參數(shù)化實體建模技術(shù)，其是通過多個參數(shù)控制特征部件表述建筑實體的幾何關(guān)系，并利用代數(shù)方程對各部進(jìn)行結(jié)構(gòu)約束和尺寸約束，此技術(shù)以變參數(shù)幾何模型作為模型構(gòu)建的基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)交互參數(shù)驅(qū)動，而且能夠定義參數(shù)約束。在某大型水利水電工程中其泄洪潮進(jìn)水塔、溢洪道等建筑物屬于復(fù)雜三維實體，在構(gòu)建三維可視化模型的過程中需要通過以下步驟完成，首先，對建筑物全局變量和局部變量進(jìn)行定義，例如在構(gòu)建泄洪潮進(jìn)水塔三維可視化模型時要選擇此建筑物中心線底面點作為控制點，結(jié)合其邊墻、啟閉室等組成部分的關(guān)鍵點與中線點的距離，從全局的角度對其位置、尺寸等進(jìn)行定義，然后根據(jù)定義的數(shù)據(jù)對局部變量的尺寸進(jìn)行確定，通過Polylinez等繪圖函數(shù)將其主體建筑物進(jìn)行繪制，如進(jìn)水塔；然后將其次要的組成部分利用拓?fù)潢P(guān)系按照固定點進(jìn)行組合，由此形成泄洪洞進(jìn)水塔建筑物的三維幾何模型，此技術(shù)的優(yōu)點是當(dāng)設(shè)計發(fā)生改變時，只要對全局變量和局部變量進(jìn)行更改即可，并不需要徹底的改變幾何模型。另一種技術(shù)是CAD實體建模技術(shù)，此技術(shù)是利用CAD軟件，通過獲取幾何元素及表達(dá)幾何元素關(guān)系的約束條件，對幾何元素進(jìn)行確定的技術(shù)，如某大型水利水電工程的大壩為例，以大壩的填筑材料、結(jié)構(gòu)等為劃分標(biāo)準(zhǔn)，整個大壩會劃分為不同的部分，而每部分的形狀都很難規(guī)則，將不規(guī)則的部分細(xì)分成規(guī)則的形狀，針對大量規(guī)則的構(gòu)件進(jìn)行建模，此時模型中的定量信息成為可以調(diào)整的參數(shù)，通過對參數(shù)賦予不同的數(shù)值，可以直接改變各部件的形狀、體積，而相同或相似的部件可直接通過軟件的圖形處理功能實現(xiàn)，使構(gòu)建的效率和準(zhǔn)確性都得到保證，通過對某個部件的構(gòu)建，實現(xiàn)整體大壩的三維模型構(gòu)建。針對特征模型還可以利用特征建模技術(shù)，其是在系統(tǒng)特征庫中存在建筑物建模所需的模型，通過對其進(jìn)行尺寸約束和位置約束可以將特征模型直接應(yīng)用于建筑物建模過程的技術(shù)，此技術(shù)具有效率高、可用性強的特點。
4大型水利水電工程建筑物形象建模技術(shù)
形象建模技術(shù)是針對已完成的幾何模型進(jìn)行形象美化的過程，使三維模型與建筑物實體更加接近，形象建模技術(shù)通常針對建筑物的顏色、透明度、紋理、光澤等進(jìn)行調(diào)整或通過貼圖達(dá)到使建筑物美化、真實的目的；另外，在形象建模的過程中要考慮到建筑物在真實應(yīng)用的情況下會存在彼此的遮擋，所以在此過程中需要通過計算消除隱藏面，算法主要有兩種，一種是將窗口內(nèi)的單獨像素作為處理單元，確定處理單元中距觀察點最近的物體為可見；另一種是以場景中的物體為獨立處理單元，以每個物體表面為可見面。
5大型水利水電工程建筑物三維顯示技術(shù)
三維顯示技術(shù)即將已經(jīng)形象美化后的建筑物三維模型投影設(shè)置觀察點，并對其位置進(jìn)行合理的調(diào)整后將其通過計算機(jī)屏幕進(jìn)行展示的技術(shù)，使計算機(jī)屏幕上展示的三維可視化模型與建筑物實體兩者的逼真度達(dá)到最高，三維顯示不僅要求對建筑物的整體形象進(jìn)行展示，而且要求對建筑物與視點的距離、物體與實現(xiàn)的方向、建筑物構(gòu)件的體積、形狀等細(xì)節(jié)進(jìn)行展示，可見三維顯示技術(shù)與計算機(jī)的分辨率之間存在密切的關(guān)系，分辨率越高，越能夠達(dá)到三維顯示的要求。例如在某大型水利水電工程整體場景展示時，計算機(jī)屏幕顯示器的分辨率要滿足細(xì)化水利水電工程中廠房、進(jìn)水塔、大壩等重要建筑物的需要；當(dāng)視點轉(zhuǎn)向上游時，計算機(jī)屏幕分辨率要滿足細(xì)化上游洞口、渣場等建筑物的需要，在利用三維顯示技術(shù)的過程中不僅可以達(dá)到通過建筑物三維可視化模型更加了解水利水電工程建筑物，快速獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的目的，而且其可視化的優(yōu)勢有利于優(yōu)化建筑物設(shè)計細(xì)節(jié)，提升建筑物的整體性能。
6結(jié)論
通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段人們已經(jīng)認(rèn)識到大型水利水電工程在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會穩(wěn)定中所起到的重要作用，并結(jié)合工程計算、計算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理、人機(jī)界面等多學(xué)科的知識，創(chuàng)建并不斷完善建筑物三維可視化建模技術(shù)，為提升大型水利水電工程整體性能提供有效的工具。
參考文獻(xiàn)：
[1]王正．水利水電工程三維地質(zhì)建?？梢暬夹g(shù)研究[D]．長沙：中南大學(xué)，2013．
[2]苗倩．基于BIM技術(shù)的水利水電工程施工可視化仿真研究[D]．天津：天津大學(xué)，2011．
[3]杜成波．水利水電工程信息模型研究及應(yīng)用[D]．天津：天津大學(xué)，2014．
[4]鄭淞午．基于CATIA的水利水電工程三維地質(zhì)建模技術(shù)研究[D]．長沙：中南大學(xué)，2014．
[5]聶瓊．小南海壩基軟弱夾層發(fā)育規(guī)律及三維可視化[D]．北京：中國地質(zhì)大學(xué)，2014．
[6]王威．基于網(wǎng)格快速重構(gòu)的三維地質(zhì)體建模研究與應(yīng)用[D]．武漢：中國科學(xué)院研究生院，2010．
[關(guān)鍵詞]：調(diào)度數(shù)據(jù)直播 QML 可視化技術(shù)
通過構(gòu)建河北省地縣三級一體化電網(wǎng)運行安全評估和指標(biāo)監(jiān)控體系，采用可視化監(jiān)視技術(shù)手段，實現(xiàn)電網(wǎng)運行信息全景、實時、快捷、安全，直接將電網(wǎng)情況和運行分析的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)到各級管理決策者和專業(yè)人員面前，為電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運行、管理等各專業(yè)提供便捷的數(shù)據(jù)結(jié)論支持。
引言
隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)運行管理的數(shù)字化、信息化水平不斷提高，電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)正在經(jīng)歷從秒級到毫秒級、從穩(wěn)態(tài)到動態(tài)的轉(zhuǎn)變。數(shù)據(jù)規(guī)模快速增長。較傳統(tǒng)表格和數(shù)字方式，圖形圖表等直觀方法更適展示和分析海量的電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息，其二維/三維的可視化技術(shù)得到了日益廣泛的應(yīng)用。通過統(tǒng)一實用、高效便捷的可視化展示手段，對電網(wǎng)運行的監(jiān)視、控制、調(diào)度、分析、規(guī)劃提供了有力技術(shù)支撐，已經(jīng)成為調(diào)度自動化領(lǐng)域的重要研究課題。
另一方面，隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，用電需求增加，電網(wǎng)存在局部設(shè)備臨近極限運行，運行人員需要分析大量的運行數(shù)據(jù)，快速感知電網(wǎng)異常，把握事件發(fā)展趨勢，應(yīng)對突發(fā)事件，這些都使得對電網(wǎng)運行安全指標(biāo)的研究和可視化應(yīng)用越來越迫切。針對電網(wǎng)生產(chǎn)需求，建立統(tǒng)一的電網(wǎng)運行安全的量化指標(biāo)體系，是目前急需深入研究的重要課題。
國網(wǎng)河北省電力公司基于電網(wǎng)調(diào)控運行實際需求，研究建立了電網(wǎng)安全指標(biāo)體系，使電網(wǎng)調(diào)控運行人員更方便、更直觀地了解當(dāng)前系統(tǒng)的運行狀態(tài)。將電力系統(tǒng)計算分析功能與可視化技術(shù)有機(jī)結(jié)合，建立的統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)獲取、分析、展示軟硬件架構(gòu)，實現(xiàn)大屏幕投影設(shè)備、桌面PC設(shè)備和移動終端設(shè)備的“三屏合一”。大幅提升調(diào)控運行人員對大電網(wǎng)異常的感知能力和運行操控駕馭能力。
1.可視化的概念和技術(shù)發(fā)展
研究表明，人眼對圖形的敏感度大大高于對數(shù)據(jù)的敏感度。90年代，電力系統(tǒng)市場化席卷全球，這使得系統(tǒng)更加復(fù)雜，數(shù)據(jù)成倍增加，可視化的要求也愈加迫切。這方面的研究工作比較突出并且廣泛應(yīng)用于實踐的首推美國學(xué)者Thomas Jeffrey Overbye教授和Mark James Laufenberg 博士，其研究課題組和掌管的Power World公司開展了電力系統(tǒng)可視化的系列研究工作，在其提出的電壓等位線（contouring）顯示技術(shù)的基礎(chǔ)上，對節(jié)點數(shù)據(jù)，線路數(shù)據(jù)，穩(wěn)定域的算法和顯示進(jìn)行了可視化研究。
我國在智能調(diào)度領(lǐng)域已經(jīng)開展了很多有益的技術(shù)嘗試，近年來，華北電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)三位一體安全防御及全過程發(fā)電系統(tǒng)控制，華東電網(wǎng)公司開展的以高級調(diào)度中心項目群為突破的智能電網(wǎng)探索，智能可視化技術(shù)等方面開展了大量的研究和實踐。
2.系統(tǒng)設(shè)計
河北南部電網(wǎng)運行安全可視化監(jiān)控和信息直播系統(tǒng)基于現(xiàn)有的電網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，采用面向服務(wù)的系統(tǒng)架構(gòu)，將實時數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)和管理信息進(jìn)行內(nèi)容重構(gòu)和一體化可視化設(shè)計。實現(xiàn)對安全生產(chǎn)信息全方位、可視化、在線實時展示、統(tǒng)計和分析，全面提升了電網(wǎng)運行安全生產(chǎn)管理集約化水平，進(jìn)一步增加了安全生產(chǎn)風(fēng)險管控和實時調(diào)控能力。特別是“大運行”體系建成后，要求我們必須以電網(wǎng)安全為中心，匯聚省、地、縣三級的的電網(wǎng)運行信息，權(quán)衡優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保多維約束，統(tǒng)籌過去、現(xiàn)在和未來系統(tǒng)的運行質(zhì)量，構(gòu)建電網(wǎng)運行安全評估和指標(biāo)監(jiān)控體系，實現(xiàn)電網(wǎng)運行工作狀況24小時全景、及時、可視化監(jiān)視技術(shù)手段，逐步完成由應(yīng)急處置型向超前預(yù)防型的轉(zhuǎn)變。
軟件架構(gòu)設(shè)計
系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)梳理、數(shù)據(jù)展示；數(shù)據(jù)獲取是從金倉數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)D5000、海訊數(shù)據(jù)庫等來獲取電網(wǎng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，運用C++技術(shù)TCP通信協(xié)議實現(xiàn)客戶端和數(shù)據(jù)庫的交互；數(shù)據(jù)梳理是把從后臺獲取數(shù)據(jù)封裝成JSON格式的文件，客戶端接受JSON進(jìn)行解析從而更新數(shù)據(jù)模型；數(shù)據(jù)展現(xiàn)分別通過大屏、PC機(jī)、移動終端等多種方式進(jìn)行定制化展現(xiàn)，根據(jù)不同的條件來獲取查看電網(wǎng)運行信息。
3.電網(wǎng)運行安全指標(biāo)體系設(shè)計
系統(tǒng)設(shè)計從安全、質(zhì)量、環(huán)保、公平為四個維度，對省級電網(wǎng)運行質(zhì)量進(jìn)行量化衡量和關(guān)鍵指標(biāo)（PKI）的監(jiān)控。整個電網(wǎng)運行指標(biāo)體系呈樹形結(jié)構(gòu)，以各數(shù)據(jù)主題為核心形成四個指標(biāo)集，在各指標(biāo)集下根據(jù)評價需求劃分成一系列指標(biāo)子集，在各指標(biāo)子集下進(jìn)一步根據(jù)評估內(nèi)容細(xì)分為各指標(biāo)類，最終落實到具體單項評估指標(biāo)上。
3.1安全主題指標(biāo)集
電網(wǎng)調(diào)度運行的首要任務(wù)是確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，因而安全主題指標(biāo)集是電網(wǎng)運行指標(biāo)體系的重中之重。安全主題指標(biāo)集在時間維度上從后評估、實時監(jiān)控、預(yù)警三個方面出發(fā)，分別實現(xiàn)對電網(wǎng)調(diào)度運行歷史安全水平的評價、對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)的監(jiān)控和對未來省級電網(wǎng)安全危險點的預(yù)防。安全評估指標(biāo)子集設(shè)計以實現(xiàn)電網(wǎng)運行安全的目標(biāo)管理為指導(dǎo)思想，實時監(jiān)控和預(yù)警指標(biāo)子集設(shè)計則致力于電網(wǎng)運行安全的過程管理，而在實時監(jiān)控指標(biāo)子集設(shè)計中更加注重指標(biāo)的精煉性和直觀性。
安全評估指標(biāo)子集：電網(wǎng)運行安全評估根據(jù)實際電網(wǎng)調(diào)度運行情況，從負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率、危險斷面、設(shè)備負(fù)載率、備用運行、安全事故管理、檢修操作、二次系統(tǒng)運行七個方面，有針對性地評價電網(wǎng)調(diào)度運行的安全水平。電網(wǎng)運行的安全評估重點關(guān)注電網(wǎng)運行安全目標(biāo)的實現(xiàn)情況，因而在各指標(biāo)子集的設(shè)計過程中充分體現(xiàn)目標(biāo)管理的思想，以抓大放小、寧缺毋濫的標(biāo)準(zhǔn)篩選指標(biāo)。
安全監(jiān)控指標(biāo)子集：安全監(jiān)控指標(biāo)用于在電網(wǎng)調(diào)度運行過程中，為調(diào)度值班人員提供一些“所見即所得”的輔助決策信息，以幫助他們判斷電網(wǎng)運行的健康狀況、分析在故障情況下應(yīng)采取哪些措施、調(diào)用哪些機(jī)組、調(diào)整哪些裝置將故障的影響范圍降到最低。
安全預(yù)警指標(biāo)子集：電網(wǎng)運行安全預(yù)警根據(jù)對電網(wǎng)未來運行方式的預(yù)測，從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電力供需、一次能源供應(yīng)、危險斷面及設(shè)備、系統(tǒng)調(diào)峰、系統(tǒng)備用、系統(tǒng)穩(wěn)定、短路計算八個方面，全面細(xì)致地分析電網(wǎng)運行可能出現(xiàn)的安全隱患。電網(wǎng)運行安全預(yù)警重點關(guān)注各種運行預(yù)測數(shù)據(jù)中所隱含的電網(wǎng)運行危險點，因而在指標(biāo)子集的設(shè)計中緊密圍繞過程控制的思想，從防微杜漸、未雨綢繆的角度出發(fā)篩選指標(biāo)，以推動電網(wǎng)運行安全風(fēng)險的預(yù)防、預(yù)控。
3.2質(zhì)量主題指標(biāo)集
電網(wǎng)運行質(zhì)量主題指標(biāo)集在時間維度上從后評估和實時監(jiān)控兩個方面出發(fā)，根據(jù)電網(wǎng)運行的自動記錄數(shù)據(jù)，分別實現(xiàn)對全網(wǎng)頻率和電壓質(zhì)量水平的后評估和實時監(jiān)控。頻率和電壓是電網(wǎng)運行質(zhì)量的集中有效體現(xiàn)，在頻率、電壓指標(biāo)類的設(shè)計中注重過程與結(jié)果并重，既抓住反映頻率、電壓質(zhì)量的典型指標(biāo)，又挖掘保障電網(wǎng)運行質(zhì)量所采取措施的相關(guān)重要指標(biāo)。
質(zhì)量評估指標(biāo)子集： 50±0.2赫茲的責(zé)任頻率越限運行的時間，50±0.1赫茲的責(zé)任頻率越限運行時間，電網(wǎng)最高、最低頻率，A1/A2不合格次數(shù)，責(zé)任頻率合格率，一次調(diào)頻投運率，一次調(diào)頻電量，機(jī)組AGC投運率，機(jī)組AGC指令調(diào)節(jié)性能；電壓，主網(wǎng)電壓合格率，綜合電壓合格率，中樞點電壓合格率，電壓不合格廠站情況，電壓最高、最低值發(fā)生情況，變電站電容（電抗器）投運情況，電廠電壓控制措施，
質(zhì)量監(jiān)控指標(biāo)子集：質(zhì)量監(jiān)控指標(biāo)用于在電網(wǎng)調(diào)度運行過程中，為調(diào)度值班人員提供一些“所見即所得”的反映電網(wǎng)供電質(zhì)量的特征指標(biāo)。系統(tǒng)頻率，系統(tǒng)頻率指標(biāo)是衡量全網(wǎng)有功功率平衡水平的重要標(biāo)志，也是在實時調(diào)度運行中調(diào)度員需密切監(jiān)視的運行指標(biāo)，保證系統(tǒng)頻率在合理范圍內(nèi)是提高供電質(zhì)量水平的關(guān)鍵舉措。主網(wǎng)電壓合格率，主網(wǎng)電壓水平是衡量全網(wǎng)無功支撐水平的重要標(biāo)志，也是在實時調(diào)度運行中調(diào)度員需密切監(jiān)視的運行指標(biāo)，保證主網(wǎng)電壓合格率在合理范圍內(nèi)是提高供電質(zhì)量水平的決定性因素。
3.3效益主題指標(biāo)集
電網(wǎng)運行效益主題是根據(jù)電網(wǎng)實際運行數(shù)據(jù)，從經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保效益三個方面全面評估電網(wǎng)運行的效益水平。電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保效益是對電網(wǎng)運行效益內(nèi)涵的深入詮釋，在經(jīng)濟(jì)、節(jié)能效益指標(biāo)子集的設(shè)計中以預(yù)測與后評估并重，既挖掘反映經(jīng)濟(jì)、節(jié)能效益發(fā)展趨勢的預(yù)測指標(biāo)，又抓住有效評價電網(wǎng)運行經(jīng)濟(jì)、節(jié)能性的后評估指標(biāo)；在環(huán)保效益指標(biāo)子集的設(shè)計中，充分體現(xiàn)了電網(wǎng)調(diào)度運行在促進(jìn)電力環(huán)境友好中的社會責(zé)任，從切實保障電力環(huán)保、自動記錄統(tǒng)計簡便的角度出發(fā)設(shè)計指標(biāo)。
經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)子集：電網(wǎng)運行經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)子集從時間維度上分為后評估和預(yù)測兩個部分，分別反映電網(wǎng)運行經(jīng)濟(jì)效益的變化歷史以及發(fā)展趨勢。在后評估指標(biāo)設(shè)計中不僅實現(xiàn)了對歷史經(jīng)濟(jì)效益數(shù)據(jù)的科學(xué)統(tǒng)計，還著力分析影響電網(wǎng)運行經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素，并采用先進(jìn)的理想調(diào)度系統(tǒng)挖掘電網(wǎng)運行經(jīng)濟(jì)效益的可提高之處，從而推動電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行的精益化管理。經(jīng)濟(jì)效益后評估指標(biāo)：總購電成本，單位購電成本，不同電價區(qū)間機(jī)組調(diào)用情況，月度發(fā)電計劃偏差率，單位購電成本偏差率，購電成本可節(jié)約率，經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測指標(biāo)，單位購電成本預(yù)測，總購電成本預(yù)測，邊際購電成本預(yù)測。
節(jié)能效益指標(biāo)子集：電網(wǎng)運行節(jié)能效益指標(biāo)子集用于電網(wǎng)運行節(jié)能水平分析的常態(tài)管理機(jī)制，從時間維度上分為后評估和預(yù)測兩個部分，以分別體現(xiàn)電網(wǎng)運行節(jié)能效益的實現(xiàn)情況以及趨勢預(yù)估。電網(wǎng)運行的節(jié)能潛力主要反映在降低了網(wǎng)損、提高了水能利用率、降低了全網(wǎng)發(fā)電煤耗三個方面。
節(jié)能效益后評估指標(biāo)：高壓輸電網(wǎng)網(wǎng)損，直調(diào)火電廠平均煤耗，全網(wǎng)火電機(jī)組平均煤耗，全網(wǎng)火電機(jī)組邊際煤耗，火電機(jī)組發(fā)電煤耗貢獻(xiàn)率，直調(diào)水電廠水能利用提高率，節(jié)能效益預(yù)測指標(biāo)，高壓輸電網(wǎng)損的預(yù)測，直調(diào)火電廠平均煤耗預(yù)測，全網(wǎng)火電機(jī)組平均煤耗預(yù)測，全網(wǎng)火電機(jī)組邊際煤耗預(yù)測。
環(huán)保效益指標(biāo)子集：電網(wǎng)運行環(huán)保效益指標(biāo)子集用于電網(wǎng)運行環(huán)保水平分析的常態(tài)管理機(jī)制，主要利用火電廠脫硫裝置自動監(jiān)測系統(tǒng)，評估各火電廠的脫硫執(zhí)行情況?；痣姀S脫硫裝置投運率，可再生能源調(diào)用率。
3.4公平主題指標(biāo)集
電網(wǎng)運行公平主題指標(biāo)集以電網(wǎng)實際運行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用于實現(xiàn)電網(wǎng)運行公平性的常態(tài)評估機(jī)制，主動向電力監(jiān)管部門、社會公眾披露電力調(diào)度公平性信息，是電網(wǎng)調(diào)度運行部門變被動接受監(jiān)管為主動適應(yīng)監(jiān)管的重要舉措。公平主體指標(biāo)集的設(shè)計不僅實現(xiàn)調(diào)度公平性信息披露，還深入挖掘各機(jī)組對電網(wǎng)調(diào)峰貢獻(xiàn)與其差別利用小時的關(guān)聯(lián)性，并通過理想調(diào)度系統(tǒng)科學(xué)評估電網(wǎng)在實際運行中為實現(xiàn)三公調(diào)度而必須付出的成本。主要指標(biāo)：發(fā)電合同完成率，同類機(jī)組平均利用小時，三公調(diào)度成本，月度計劃平均完成率，發(fā)電機(jī)組平均峰谷差，機(jī)組調(diào)峰貢獻(xiàn)率，機(jī)組差別利用小時率，差別電量公平性，網(wǎng)絡(luò)阻塞造成計劃電量未完成率。
4.總結(jié)
通過構(gòu)建河北省地縣三級一體化電網(wǎng)運行安全評估和指標(biāo)監(jiān)控體系，采用可視化監(jiān)視技術(shù)手段，實現(xiàn)電網(wǎng)運行信息全景、實時、快捷、安全，直接將電網(wǎng)情況和運行分析的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)到各級管理決策者和專業(yè)人員面前，為電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運行、管理等各專業(yè)提供了便捷的數(shù)據(jù)結(jié)論支持，在河北具體的電網(wǎng)運行中發(fā)揮了重要作用。
基于安全指標(biāo)體系設(shè)計，通過采用一體化、模塊化的技術(shù)實現(xiàn)手段，實現(xiàn)對離散在的各類應(yīng)用和系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的統(tǒng)一展示、監(jiān)視和，形成了一套具有理論基礎(chǔ)的電網(wǎng)安全的評估、監(jiān)視、展示系統(tǒng)，具備了非常高的推廣價值和借鑒意義。
參考文獻(xiàn)
【1】韓禎祥，呂捷，邱家駒?？茖W(xué)計算可視化及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景。電網(wǎng)技術(shù)，1996，20（7）；22-27
【2】楊光。電網(wǎng)可視化技術(shù)。國際電力。2004，2；45-47
【3】劉繞，李衛(wèi)東，呂陽。電力系統(tǒng)運行狀態(tài)可視化技術(shù)綜述。電力系統(tǒng)自動化，2004，25（4）；92-99
【4】廖曉暉.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)可視化開發(fā)平臺的研究上海交通大學(xué)【D】.上海交通大學(xué)，2008
【5】張小諾，王宇，王紹宏.電廠三維地理信息系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)【J】.電力勘測與設(shè)計，2007（2）：74-77
【6】劉振亞，建設(shè)堅強智能電網(wǎng) 支撐又好又快發(fā)展.電網(wǎng)與清潔能源.2009.25（9）
【7】《電力百科全書》
關(guān)鍵詞：流場數(shù)據(jù)可視化線卷積積分雙線性插值
中圖分類號：TN957.52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0000-00
1引言
科學(xué)可視化是融合了圖形學(xué)、計算機(jī)視覺、數(shù)據(jù)管理、圖像處理和人機(jī)交互等多學(xué)科的一門新興的綜合學(xué)科?？茖W(xué)可視化的方法在發(fā)展到一定程度后可以與相關(guān)的領(lǐng)域結(jié)合應(yīng)用，這可將科學(xué)實驗結(jié)果以及大規(guī)模的計算數(shù)據(jù)直觀地呈現(xiàn)出來，為用戶挖掘數(shù)據(jù)中的深層信息提供極大的便利。由于自然界沒有直接可用的表現(xiàn)矢量數(shù)據(jù)的可視化的表達(dá)模型，目前針對這類數(shù)據(jù)還沒有找到一種可以通用的技術(shù)。然而海洋水體中采集的數(shù)據(jù)大部分為矢量場數(shù)據(jù)，矢量場的可視化對理解復(fù)雜的流體制意義重大，所以尋求有效的解決方案是十分必要的。
矢量場中的特征各有不同，通常特征對流場數(shù)據(jù)描述的精確度與特征的維數(shù)正相關(guān)，因此常選取維數(shù)相對較高的特征來描述流場。對于這類特征，其可視化方法大致分為四種方法。直接法：直接將相應(yīng)特征的數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來，不進(jìn)行分析操作，此方法直觀、易懂、運算量相對小。幾何法：在流線上指定一系列點，記錄這些點的運動軌跡；基于這些軌跡來繪制幾何對象。基于特征的方法：提取數(shù)據(jù)中被用戶視為有意義的部分，對這一部分信息進(jìn)行可視化操作。基于紋理的方法：將向量場的局部性質(zhì)呈現(xiàn)給可視化向量場，這類方法可以在一些復(fù)雜的流場中，繪制出一個具備很多細(xì)節(jié)的密集連貫的可視化結(jié)果?；诩y理的可視化可以依賴的技術(shù)可歸納為點噪聲技術(shù)、線積分卷積（LIC）、紋理平流和運用GPU的技術(shù)等。本文選用基于紋理的線卷積積分（即LIC方法）實現(xiàn)海洋流場數(shù)據(jù)的可視化，為海洋領(lǐng)域的研究提供新的方法。
2 關(guān)鍵技術(shù)
2.1雙線性插值
由于采集的海洋流場數(shù)據(jù)點是離散且無特殊規(guī)律可循的一個離散的點集，而計算機(jī)在處理無規(guī)則的數(shù)據(jù)時有很大難度，因此為了流場數(shù)據(jù)可視化的順利進(jìn)行，對海洋流場數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理是必不可少的。本文的數(shù)據(jù)預(yù)處理工作采用雙線性插值法進(jìn)行。雙線性插值，又稱為雙線性內(nèi)插，是含有兩個變量的插值函數(shù)的線性插值擴(kuò)展，其核心思想是在兩個方向分別進(jìn)行一次線性插值。
如圖1所示，設(shè)要得到未知函數(shù) 在點 的值，假設(shè)函數(shù) 在 四個點的函數(shù)值是已知的。第一步，沿著 軸的方向采用線性插值的方法進(jìn)行插值操作，經(jīng)過這一步操作可以得到 的坐標(biāo)值。第二步，沿著 軸的方向進(jìn)行線性插值，得到 的坐標(biāo)。這樣就得到所要的結(jié)果 。
2.2龍格庫塔法
在求解微分方程的眾多方法中，龍格庫塔法是一種較為常用，精度也較高的方法。因此，龍格庫塔方法在工程領(lǐng)域的應(yīng)用也較為廣泛。泰勒公式和用斜率作為近似表達(dá)微分，是龍格庫塔算法的兩大特征。其主要思路是將積分區(qū)間上計算出幾個點的斜率進(jìn)行加權(quán)平均，得到的結(jié)果作為下一組計算參考。根據(jù)預(yù)先計算的點的個數(shù)不同，龍格庫塔算法可以分為二階龍格庫塔法、四階龍格庫塔法等。
2.3 線卷積積分
LIC（Line Integral Convolution，線卷積積分）是流場紋理方法中最主要的一種技術(shù)，其主要思路是以矢量場數(shù)據(jù)的噪聲紋理為根據(jù)進(jìn)行低通濾波，生成具有矢量方向相關(guān)性的紋理圖像。輸出圖像中每一點的像素值如下：
其中， 是輸出圖像中像素 的灰度值； 是噪聲圖像中像素 的灰度值； 和 分別是沿流線正向、反向第 步的像素位置； 和 分別是正向和反向流線的積分步數(shù)； 表示反向流線的權(quán)值。
LIC方法基于運動模糊的圖像處理，在流場數(shù)據(jù)的方向上進(jìn)行卷積濾波，使得結(jié)果可以表現(xiàn)出流線的空間相關(guān)性。LIC算法可以提高處理數(shù)據(jù)的效率，每一個像素點的速度矢量也能較為快速的得到。
LIC通常選擇白噪聲作為輸入紋理，本文也是這么操作的。采用卷積積分的方法得出每一個像素點的輸出紋理值。第一步，針對成像區(qū)域中的每一個像素點，沿著其流場的正、反兩個方向進(jìn)行積分操作，這的積分操作是對稱的。通過這過程可得到該點的流線。第二步，每個像素點對應(yīng)的輸入噪聲值根據(jù)選取的卷積核參與卷積，得到的結(jié)果作為輸出紋理的像素值。
3海洋流場數(shù)據(jù)可視化設(shè)計與實現(xiàn)
本文設(shè)計了基于LIC的海洋流場數(shù)據(jù)可視化的流程如下：
首先，從數(shù)據(jù)文件中讀取出海洋二維流場可視化數(shù)據(jù)。將讀取處的數(shù)據(jù)存入預(yù)先定義好的的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；建立均勻網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型，然后對數(shù)據(jù)運用線性插值法進(jìn)行預(yù)處理，使流場數(shù)據(jù)均勻的分布在二維網(wǎng)格上。本文定義一個新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其數(shù)據(jù)組成包括經(jīng)度位置、緯度位置，在經(jīng)度方向的速度大小和在緯度方向的速度大小。
第二，輸入噪聲確定為白噪聲，同時設(shè)置好流線的控制參數(shù)。其中，步數(shù)設(shè)置的在進(jìn)行卷積運算的次數(shù)，即通過幾步可以生成所需的整條流線；步長設(shè)置的是每一次運算所選取的數(shù)據(jù)點移動的距離大??；流線總長度設(shè)置的是卷積運算次數(shù)的最大值，即何時強制終止此次運算。
第三，經(jīng)過上述處理的各個像素點，根據(jù)LIC算法原理分別沿著正向、反向進(jìn)行流線計算。這里采用龍格庫塔算法對各像素點進(jìn)行流線計算。完成流線計算后進(jìn)行卷積操作，得到對應(yīng)像素的紋理值。最后輸出的像素值是紋理值與顏色值融合的結(jié)果。
第四，將運算的結(jié)果以圖像的形式顯示出來。本文采用的是OpenGL的方法。
為驗證該方案的有效性，本文選取某海域的一組海洋流線數(shù)據(jù)，對該數(shù)據(jù)集運用雙線性插值進(jìn)行預(yù)處理，將該海域劃分分為361 x 723的網(wǎng)格數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)點記錄13個時刻的流線數(shù)據(jù)，構(gòu)成數(shù)據(jù)集大小為361x 723 x 13的數(shù)據(jù)集用以本文功能的檢驗。在Visual Studio 2008的控制臺程序運行后，得到如圖2所示的繪制結(jié)果。
4 討論
本文運用線卷積積分的方法，實現(xiàn)了海洋流場數(shù)據(jù)的可視化。由于本文的設(shè)計是在基于單機(jī)實現(xiàn)的，但在實際工程應(yīng)用中，面對的數(shù)據(jù)通常是規(guī)模龐大的，因此計算能力不足時需要解決的問題之一。目前的研究尚不能妥善地解決這個問題。在接下來的工作中，進(jìn)一步提升計算效率，采用分布式的方法是需要努力的方向。
參考文獻(xiàn)
[1]Brian Cabral， LeithLeedom. Imaging Vector Fields Using Line Integral Convolution[J]. Lawrence Livermore National Laboratory. 1997.
【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)通信過程，逆向分析，可視化技術(shù)
隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展，計算機(jī)軟件網(wǎng)絡(luò)通信不再只通過檢測哪些功能、需要刪除和增減來解決計算機(jī)功能的實現(xiàn)問題的正向工程，而是，在此基礎(chǔ)上能夠解決程序理解問題的逆向工程。在軟件網(wǎng)絡(luò)通信過程逆向分析中包括代碼級逆向分析和系統(tǒng)級逆向分析。通常應(yīng)用到的是代碼級逆向分析。一般是通過例如反匯編器、調(diào)試器、反編譯器及系統(tǒng)監(jiān)控工具等專門的逆向分析工具對待逆向的程序網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行監(jiān)控、研究及剖析。但是這樣一種分析方式由于它本身的各種缺陷例如只能對程序進(jìn)行外部執(zhí)行行為結(jié)果的分析，在加殼加擾時應(yīng)用沒有實際的效果，調(diào)試器使用受限等等。經(jīng)過不斷的發(fā)展嘗試，動態(tài)二進(jìn)制平臺DynamoRIO具有高效的分析優(yōu)勢。
一、動態(tài)二進(jìn)制平臺DynamoRIO
在操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間插入DynamoRIO并利用代碼緩存技術(shù)將程序代碼分為一段段指令序列拷入代碼緩存。接著執(zhí)行代碼緩存中的程序。其中那一段段指令序列又稱為基本塊，它以類似于如call，jump等控制轉(zhuǎn)移類指令為結(jié)束標(biāo)志。DynamoRIO在基本塊的執(zhí)行結(jié)尾處通過上下文切換在基本塊調(diào)度狀態(tài)與程序的代碼緩存這兩個狀態(tài)下切換過渡，接著將在本地執(zhí)行緩存中的代碼。DynamoRIO相對于其它的動態(tài)二進(jìn)制平臺而言，它的優(yōu)勢是具有很強的執(zhí)行能力和很好的穩(wěn)定性，并且它還具有一定的靈活性。DynamoRIO分析整理出的數(shù)據(jù)可構(gòu)成API函數(shù)信息庫并對網(wǎng)絡(luò)通信中所執(zhí)行的API函數(shù)信息做出相應(yīng)的記錄。在此基礎(chǔ)上，可利用DynamoRIO提供的API函數(shù)集編寫出滿足各種需求的插件。
DynamoRIO最為核心的技術(shù)是DBI技術(shù)，這向技術(shù)是眾多動態(tài)二進(jìn)制平臺的支撐技術(shù)。它能夠?qū)崿F(xiàn)對程序指令流和數(shù)據(jù)流信息進(jìn)行實時分析和動態(tài)修改，主要是在分析要求的基礎(chǔ)上，對程序動態(tài)執(zhí)行過程插入分析代碼。動態(tài)二進(jìn)制平臺DynamoRIO通過以上介紹的優(yōu)勢可以流暢且高效的完成軟件網(wǎng)絡(luò)通信過程逆向分析。
二、可視化
在軟件網(wǎng)絡(luò)通信過程逆向分析軟件動態(tài)二進(jìn)制平臺DynamoRIO運行中，其接口函數(shù)可用于編寫插樁工具。目標(biāo)程序?qū)⑼ㄟ^插樁工具進(jìn)入到DynamoRIO創(chuàng)設(shè)的API函數(shù)信息庫中，在API數(shù)據(jù)庫中，目標(biāo)程序被分為一塊塊基本執(zhí)行塊，接著進(jìn)行API判斷之后，DynamoRIO會對整個過程中的指令進(jìn)行記錄，包括指令的執(zhí)行時間、模塊名和函數(shù)名、函數(shù)執(zhí)行時返回值和參數(shù)信息，然后DynamoRIO會對API記錄的信息進(jìn)行分析，主要是對關(guān)聯(lián)性分析模型和關(guān)聯(lián)性分析算法進(jìn)行函數(shù)關(guān)聯(lián)性分析，最后根據(jù)數(shù)據(jù)圖形顯示的規(guī)則生成GDL文件，此文件可將軟件網(wǎng)絡(luò)通信過程以可視化的圖形形式展現(xiàn)出來。最終實現(xiàn)軟件網(wǎng)絡(luò)通信過程可視化。在這一過程中對API函數(shù)信息的記錄、API關(guān)聯(lián)性分析以及軟件網(wǎng)絡(luò)通信過程可視化是關(guān)鍵。
（一）可視化技術(shù)中對API函數(shù)信息的記錄。記錄API函數(shù)信息首先要獲取軟件加載的庫文件模塊及其它地址空間信息，然后獲取基本塊執(zhí)行后的跳轉(zhuǎn)地址。接下來分為這樣幾種狀況。1.跳轉(zhuǎn)地址存在于API數(shù)據(jù)庫中則調(diào)用API函數(shù)信息庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行下一步，記錄此跳轉(zhuǎn)地址的API和API參數(shù)信息，程序執(zhí)行結(jié)束，最后進(jìn)入到下一個基本塊的執(zhí)行中或者結(jié)束程序。在此過程中會出現(xiàn)另一種情況，即調(diào)用的函數(shù)并非API函數(shù)信息庫中存在的函數(shù)，當(dāng)遇到這種情況時，程序執(zhí)行結(jié)束或執(zhí)行下一個基本塊。2.跳轉(zhuǎn)地址不存在于API庫文件空間中則直接結(jié)束程序或進(jìn)入到下一個基本塊的執(zhí)行中。
（二）可視化技術(shù)中API關(guān)聯(lián)性分析。在進(jìn)行API關(guān)聯(lián)性分析時要注意每個套接口所代表的通信通道以及每個套接口的描述字要包含通信的IP地址類型、協(xié)議類型等信息。套接口描述字是兩個程序之間的通信手段，一般兩個程序之間的連接都是建立在套接口的基礎(chǔ)上的。函數(shù)關(guān)聯(lián)性分析的目的是獲得包括通信IP、端口、發(fā)送和接收的內(nèi)容的通信會話的具體信息。
（三）可視化技術(shù)中軟件網(wǎng)絡(luò)通信過程可視化。軟件網(wǎng)絡(luò)通信過程可視化技術(shù)的最大優(yōu)勢是能夠用直觀的表現(xiàn)形式將大量的數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來，從而為人們快速尋找數(shù)據(jù)中的特征、相關(guān)關(guān)系、模式、趨勢、結(jié)構(gòu)、異?，F(xiàn)象等提供便利?？梢暬瘓D形形式的生成是利用可視化通信工具和已有的相關(guān)軟件對網(wǎng)絡(luò)通信過程進(jìn)行展現(xiàn)。目前所應(yīng)用的一款可視化圖形軟件工具是aiSee與GDL語言。GDL是一種對圖形中的邊、結(jié)點、圖形的屬性進(jìn)行描述的圖形描述語言。而aiSee正是基于這種圖形描述語言的用于使編譯器中的多種內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行形象化表述的可視化工具。在這款工具中對GDL的結(jié)點的設(shè)置是可以根據(jù)用戶的需要來進(jìn)行的調(diào)整的，因此，它具有一定的靈活性和個性化。基于這種特點aiSee軟件的應(yīng)用十分廣泛。
結(jié)束語：
目前我國軟件網(wǎng)絡(luò)通信過程逆向分析及可視化技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，不僅是在計算機(jī)領(lǐng)域，在其他領(lǐng)域也有涉及。在軟件網(wǎng)絡(luò)通信過程逆向分析及可視化技術(shù)中，有一定的收獲與突破，但是目前的發(fā)展現(xiàn)狀比較緩慢，在80年代中合肥工業(yè)大學(xué)對軟件網(wǎng)絡(luò)通信過程逆向分析及可視化技術(shù)進(jìn)行了一系列的研究之后，至今，沒有出現(xiàn)比較系統(tǒng)的有關(guān)這方面的研究了。因此，在軟件網(wǎng)絡(luò)通信過程逆向分析及可視化技術(shù)的領(lǐng)域上，針對目前比較好用的動態(tài)二進(jìn)制平臺軟件DynamoRIO應(yīng)進(jìn)行更加深入的分析研究，從其中比較重要的API函數(shù)信息的記錄、API關(guān)聯(lián)性分析、軟件網(wǎng)絡(luò)通信過程可視化這幾個環(huán)節(jié)入手，進(jìn)行多角度的探究。推動軟件網(wǎng)絡(luò)通信過程逆向分析及可視化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
