AVS/Express平台三维可视化系统的应用研究

一．概述：
    开发气象模式三维可视化系统的目的就在于要将三维可视化技术应用于气象模式数据，实现气象模式数据的三维可视化显示，为国家气象中心乃至气象领域的气象预报工作者提供一个直观的模式数据可视化分析环境，即运用图形、色彩和动画来表示数值预报的结果（气象产品数据）。
    基于上述原则，我们选择AVS/Express作为开发平台，结合国家气象中心的实际需求，针对业务和科研的发展，建立一套满足气象工作者要求的实用系统。目前国家气象中心的数值天气预报模式主要有：T106L19，HLAFS和MM5（中尺度数值预报）等。其中，MM5模式不仅应用于北京地区，还有天津、河北，以及整个华北地区，尤其在1999年“澳门回归”特殊气象保证期间，提供了北京、澳门短期（36小时）数值预报。为此我们确定可视化应用系统以运行于神威巨型机上的MM5为研究对象，针对MM5模式的数据结构和特点，采用三维可视化开发工具AVS/Express，在Windows平台上开发建立“气象模式数据三维可视化系统”，实现数据的三维及二维可视化显示。
    该系统可以将收集来的大量数据进行有效的处理和图形显示，使气象预报工作者能够明晰数据结构，并有效地利用这些气象数据。除此之外，还具有对可视化数据进行分析的功能，既将数据变化的过程用图形、色彩、动画等方式表现出来，这正是与目前气象预报员使用的“MICAPS图形图像系统”最主要的区别。
    基于AVS/Express开发的应用系统的优越之处就在于不仅能够为气象工作者提供观察数据发生演变过程的手段和数值分析工具，及时跟踪和评估重要天气情况；还能够为气象工作者提供一种检验方法，以检验数值天气预报的准确度。
二．“MM5模式三维可视化系统”开发研究中所采用的技术
    1． 采用面向对象的开发技术：