气象雷达资料三维显示技术探索
2021-11-10石璞欣
科学与生活 2021年12期
石璞欣
摘要:以气象雷达的体扫数据为基础,在三维空间中等距格点化探测结果,后借助WebGL三维绘图技术,探索如何在浏览器中清晰友好的展示信息。
关键词:雷达数据处理;前台技术;WebGL;人机交互
气象雷达的应用在气象探测领域已经非常普及,其基本原理是:雷达发射的电磁波预到空气中的介质,如云滴、雨滴,会发生散射现象,这些散射波中又会有部分返回雷达方向,被雷达天线接收,我们根据收到反射波的强度和时间就可以得出介质的密度和距离,根据反射波的频率变化(多普勒效应)就可以得出介质的相对移动速度。
雷达每一次发射电磁波的探测范围为一个非常小角度的锥形,类似于手电筒的照射范围,为了探测完整的空域,雷达需要不断的调整方位角和上仰角度进行扫描式探测。雷达系统会将一次全空域的探测结果输出为一个“体扫文件”,其中完整记录了每个方位角和仰角的探测结果。
由此可见雷达探测的范围实际上是大气的三维空间,相对的,气象站是地面上的点,卫星是投射的面,可谓雷达数据更全面更详细,使它已经成为最重要的探测数据之一。
但当前所广泛使用的雷达产品还都是二维平面展示为主,难以将其三维探测的结果全面直观的展现给用户。这里就雷达数据在浏览器中使用WebGL三维绘图技术进行展示的方式进行探索。
1雷达数据预处理
雷达探测到的数据可以看作是三维空间中非均匀分布的离散的点的集合,描述每个点的坐标系采用的是相对雷达所在地的方位角、仰角、距离,故以雷达为中心,探测数据密度会呈随距离增加而减小的放射状分布,而非均匀分布。……
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