信息组织及可视化--详细介绍

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 当前位置:店销书,专著 信息技术,电子 信息技术,电子 信息技术,电子 信息组织及可视化
   
信息组织及可视化
作者:赵正旭
书名:信息组织及可视化
定价:¥ 168 元
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开本: 16K
标准书号: 978-7-03-057569-2
字数(千): 522
页数: 364
出版日期: 2019-6-28
发行号: TP-7977.0101
装帧: 平装
点击热度: 1272
最新印刷日期:    
 
编辑推荐
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获奖情况
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图书介绍
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  本书从数据处理和软件工程两个方面介绍了信息组织及可视化的相关技术、方法及常用的系统和工具。通过地形和云层所涉及的海量数据处理、三维模型的设计与创建、信息传承与保存、工业设计方法等方面的具体应用需求,对信息组织及可视化进行了较全面的阐述。
  本书可作为研究生和高年级本科生的教材,也可作为自然科学、工程技术科学和社会科学领域的研究人员以及学生的参考用书。
 
前言
...........................................................................................................................................
  信息组织即信息的有序化与优质化,也就是利用一定的科学规则和方法,通过对信息外在特征和内容特征的表征和排序,实现无序信息流向有序信息流的转换,从而使信息集合能科学组合,实现有效流通,促进用户对信息的有效获取和利用。信息可视化是一个跨学科的领域,旨在研究大规模非数值型信息资源的视觉呈现。利用图形图像方面的技术与方法可帮助人们理解和分析数据。本书在介绍信息组织及可视化方面的理论和概念、技术和方法及常用系统和工具的同时,结合工程实际的具体应用实例,对信息组织及可视化进行了较全面的阐述。
  本书的主要内容如下:
  第1章  从形式化规约和形式化验证两个方面为读者介绍形式化方法,首次系统地将Z语言应用到包括可行性分析、形式需求规格说明、系统验收及系统测试在内的软件生命周期的各个阶段。
  第2章  针对多源点云地形数据使用过程中高精度地形数据需求与低处理速度的不匹配问题,从数据融合角度提出多分辨率点云地形融合算法,并进行验证。
  第3章  在对比分析多种虚拟云层生成方法的基础上,提出一种基于粒子系统的海量云层数据可视化方法,通过对海量云层的细节数据进行解析并还原,得到具有较强真实感的可视化云层并构建云层数据可视化系统。
  第4章  在分析建模工具对航天三维实时可视化技术实用性的基础上,将分类编码的概念首次应用到三维模型的管理领域中,使用BNF规范化地描述3DS文件的数据格式,设计并实现三维模型分类编码系统。
  第5章  针对信息传承与长期保存问题,提出了基于三维地图的可视化大数据解决方案。该方案通过制作专题地图可视化数据,对数据的规律性进行研究。采用Cartogram方法提出针对多源统计数据的可视化方法,为信息传承提供新的建设性思路。
  第6章  在深入了解几何建模系统和计算机触觉系统现状和发展的基础上,研究力反馈系统和力反馈设备PHANTOM Desktop的结构和工作原理,提出3种基于FreeForm的建模方法。
  第7章  基于FreeForm系统,提出平面分块法、平面等分法和经纬线法等切割模型的方法,建立月球浮雕模型;并使用自动和手动两种添加支撑的方法为月球模型添加打印支撑,实现月球模型的三维打印。
  第8章  在研究三维场景中云台监控方法的基础上,实现三维场景中观测位置与二自由度云台俯仰角度的转换,并将云台预置命令由串口调试程序持续读取并发送至云台控制器,建立双向通信机制,完成了软件部分与硬件的数据传递。
  第9章  在对个人计算机历史进行分析和梳理的基础上,通过虚拟现实技术表现个人计算机文化,运用3ds Max软件制作三维模型,结合Unity3D打造个人计算机虚拟博物馆。
  第10章  通过HTML5的Canvas和WebGL结合,实现无插件网页Web3D的展示。WebGL通过增加OpenGLES 2.0和JavaScript的绑定,保证了Web3D的渲染速度。通过HTML5的WebSocket通信能力和WebGL的结合实现了远程交互,最终实现了交互式Web3D原型系统。
在本书即将付印之际,作者向国家自然科学基金项目“工程信息中小世界效应研究”(项目编号:60873208)、河北省首批百人计划项目(项目编号:410003)、河北省高等学校高层次人才科学研究项目(项目编号:GCC2014010)、河北省国防科技工业局军民融合产业专项“河北省国家重大国防可视化系列系统及软件产品的研发与实际推广应用”(冀财预复〔2016〕300号)、石家庄铁道大学与钱学森空间技术实验室联合实验室建设项目(项目编号:Z67802)的资助和支持致以诚挚的谢意。
  特别感谢北京航天飞行控制中心的领导和专家及同行在过去十几年中,在载人航天和深空探测实战工程任务中所给予的合作与关怀,特别是在信息组织及可视化在航天工程信息化建设的应用及相关科研合作过程中所给予的支持和帮助。另外,还要感谢石家庄铁道大学复杂网络与可视化研究所的所有研究生和北斗卫星导航科技邢台有限公司石家庄铁道大学可视化技术研究院的全体员工。自2009年以来,他们怀着对信息组织及可视化方面技术的渴求,积极参与了研究所的各项科研和实践活动,参加并见证了研究所承担的十几次国家载人航天工程、探月工程、深空探测工程的三维可视化任务中信息组织及可视化的应用,其中包括2009年10月至2010年8月火星探测可视化、2010年9月至11月嫦娥二号绕月探测飞行控制指挥任务、2011年6月9日嫦娥二号驶向拉格朗日L2点的可视化飞行控制指挥任务、2011年9月29日天宫一号的发射飞行控制指挥任务、2011年11月3日天宫一号和神舟八号的首次交会对接指挥任务、2011年11月14日至15日天宫一号和神舟八号的分离和第二次交会对接指挥任务、2011年11月16日至17日神舟八号飞船返回指挥任务、2012年6月16日至29日神舟九号载人航天可视化飞行控制与指挥任务、2012年12月13日至16日嫦娥二号对4179小行星的探测过程的实时可视化、2013年6月11日神舟十号载人航天飞船发射可视化飞行控制与指挥任务、2013年6月13日天宫一号和神舟十号飞船的自动交会对接可视化飞行控制与指挥任务、2013年6月23日天宫一号和神舟十号飞船的手动交会对接可视化飞行控制与指挥任务、2013年6月24日神舟十号飞船对天宫一号的绕飞可视化飞行控制与指挥任务、2013年6月26日神舟十号飞船返回过程的可视化飞行控制与指挥任务、2013年12月2日至15日嫦娥三号发射­绕月­落月着陆互拍可视化飞行控制指挥任务、2013年12月15日以后嫦娥三号和玉兔月面巡视遥操作信息服务可视化控制指挥任务、2017年4月20日至9月22日天舟一号货运飞船发射与飞行任务可视化控制指挥任务、2018年12月8日嫦娥四号月球背面软着陆可视化飞行控制指挥任务。正是这些工程实战使师生们深刻体会和清醒地认识到信息组织及可视化在信息时代和重大工程中的需求,同时也使他们积累了相关学科领域的宝贵实战经验。没有这些工程的实战经验,也就没有这本书的真正意义和实际价值。
  在本书撰写之前,温晋杰、刘世洋、卢石磊、陈蕾、任利敬、刘莉、张廷廷、王石奇、刘聪敏、钱鑫博对本书的内容做了初步的调研和试验,并对相关内容提供了优异的素材,提出了许多有价值的观点。在本书的校稿过程中,白英杰、左宗成、申跃杰和石家庄铁道大学复杂网络与可视化研究所的全体师生对字里行间的数百处勘误付出了辛勤的劳动,北斗卫星导航科技邢台有限公司石家庄铁道大学可视化技术研究院的领导和专家对本书的终稿内容和出版准备工作提出了宝贵的意见。在此对他们一并表示真挚的感谢。
 
图书目录
...........................................................................................................................................
第1章  Z规格对国产化软件工程实践的探讨    1
1.1  绪论    1
1.1.1  课题研究的背景和意义    1
1.1.2  形式化软件工程概述    2
1.2  理论研究    6
1.2.1  Z语言概述    6
1.2.2  Z语言的使用    8
1.2.3  设计实现    14
1.2.4  自动生成Z规格说明    20
1.3  Z规格的推理与测试    24
1.3.1  形式化推理    25
1.3.2  Z规格的测试    31
1.3.3  举例说明    33
1.4  总结和展望    37
1.4.1  研究总结    37
1.4.2  研究展望    38
参考文献    38
第2章  点云的高精度地形融合算法研究    40
2.1  绪论    40
2.1.1  研究背景和意义    40
2.1.2  国内外研究现状    41
2.1.3  研究目标和问题描述    42
2.2  点云地形数据及融合算法概述    43
2.2.1  点云地形数据概述    44
2.2.2  多源数据融合分类    46
2.2.3  点云地形融合算法概述    48
2.2.4  小结    54
2.3  点云地形融合算法    54
2.3.1  点云地形融合算法程序    54
2.3.2  融合算法流程图    56
2.3.3  算法说明    56
2.3.4  主要架构    59
2.3.5  小结    61
2.4  算法仿真及评价    62
2.4.1  仿真软件介绍    62
2.4.2  地形数据预处理    63
2.4.3  MATLAB导入/导出及融合处理    66
2.4.4  融合算法精度评价    71
2.4.5  小结    73
2.5  总结与展望    73
2.5.1  研究总结    74
2.5.2  研究展望    74
参考文献    74
第3章  基于粒子系统的海量云层数据的可视化研究    77
3.1  绪论    77
3.1.1  研究背景和意义    77
3.1.2  研究目标和问题描述    79
3.2  相关理论技术介绍    80
3.2.1  计算机可视化技术    80
3.2.2  粒子系统    80
3.2.3  LOD技术    84
3.2.4  微软Visual Studio 2008开发环境    85
3.2.5  OpenGL图形库    85
3.2.6  Qt库    85
3.2.7  开发环境    85
3.2.8  小结    86
3.3  云层特征分析及生成算法研究    86
3.3.1  云层分类    86
3.3.2  云层可视化方法分析    87
3.3.3  云层可视化算法研究    89
3.3.4  海量云层数据可视化效果分析    95
3.3.5  小结    97
3.4  海量云层数据可视化系统设计    97
3.4.1  系统体系结构    97
3.4.2  云层数据可视化系统功能分析    98
3.4.3  外部数据读取    100
3.4.4  外推数据获取    101
3.4.5  可视化云层文件导出    103
3.4.6  小结    109
3.5  海量云层数据可视化系统性能优化    109
3.5.1  LOD技术基本思想    110
3.5.2  LOD细节层次模型的建模方法    111
3.5.3  LOD细节层次模型的选择方法    112
3.5.4  LOD技术实现算法    113
3.5.5  LOD技术在海量云层数据可视化系统中的应用    113
3.5.6  小结    115
3.6  总结与展望    115
参考文献    116
第4章  深空探测三维实时可视化模型创建与管理研究    118
4.1  绪论    118
4.1.1  研究背景和意义    118
4.1.2  国内外研究现状分析    120
4.2  三维模型的创建    123
4.2.1  建模工具介绍    123
4.2.2  模型构建类别    123
4.2.3  模型创建过程    123
4.2.4  小结    132
4.3  3DS文件格式的规范化描述    132
4.3.1  巴科斯范式    132
4.3.2  3DS文件格式解析    133
4.3.3  基于BNF的3DS文件格式描述    134
4.3.4  实例分析    135
4.3.5  小结    137
4.4  3DS文件特征提取器的设计与实现    138
4.4.1  文件格式选择    138
4.4.2  3DS文件特征提取器的设计    138
4.4.3  3DS文件特征提取器的实现    139
4.4.4  小结    142
4.5  分类编码器的设计与实现    143
4.5.1  分类编码规范    143
4.5.2  分类编码器的设计    145
4.5.3  分类编码器的实现    147
4.5.4  小结    150
4.6  三维模型分类编码实例验证    150
4.6.1  天宫一号    151
4.6.2  土卫三    152
4.6.3  星特朗天文望远镜    153
4.6.4  小结    154
 
4.7  总结与展望    154
4.7.1  研究总结    154
4.7.2  研究展望    155
参考文献    155
第5章  基于数据可视化的信息传承与长期保存研究    158
5.1  绪论    158
5.1.1  研究背景与意义    158
5.1.2  数据可视化概述    160
5.1.3  信息传承和长期保存概述    160
5.1.4  研究目标、方法与内容    163
5.1.5  研究创新点    164
5.2  国内外研究现状    164
5.2.1  数据可视化国内现状    164
5.2.2  数据可视化国外现状    165
5.2.3  信息传承和长期保存国内现状    167
5.2.4  信息传承和长期保存的国外现状    167
5.3  多种信息可视化技术    168
5.3.1  Cartogram方法    168
5.3.2  3DMaps可视化    168
5.3.3  空间填充方法    169
5.3.4  气泡图    170
5.4  融合可视化系统    171
5.4.1  数据挖掘    171
5.4.2  融合可视化系统描述    171
5.4.3  系统框架    172
5.4.4  融合可视化效果图    172
5.5  系统设计实现    173
5.5.1  数据处理模块    173
5.5.2  可视化模块    174
5.6  Cartogram方法反映人口密度的实例分析    175
5.6.1  人口预测数学模型    175
5.6.2  区域人口预测实例分析    176
5.6.3  Cartogram方法可视化展示具体步骤    180
5.7  总结与展望    183
5.7.1  研究总结    183
5.7.2  研究展望    183
参考文献    184
第6章  基于FreeForm的虚拟产品设计研究    187
6.1  绪论    187
6.1.1  引言    187
6.1.2  研究背景    187
6.1.3  研究现状    188
6.1.4  研究内容及意义    190
6.2  基于力反馈的FreeForm系统框架    191
6.2.1  几何建模系统    191
6.2.2  计算机触觉系统    193
6.2.3  FreeForm触觉式设计系统    197
6.2.4  小结    202
6.3  面向自由建模的力触觉接口    202
6.3.1  力反馈系统基本原理    202
6.3.2  OpenHaptics开发包    203
6.3.3  小结    205
6.4  基于OpenGL的STL数据读取和显示    205
6.4.1  STL数据格式    205
6.4.2  STL文件的读取与显示    207
6.4.3  小结    208
6.5  FreeForm在虚拟产品设计中的应用    208
6.5.1  虚拟产品设计的要素及其现状分析    208
6.5.2  FreeForm在产品周期中的作用分析    210
6.5.3  FreeForm在玩具设计中的应用    210
6.5.4  FreeForm在工艺品设计中的应用    213
6.5.5  FreeForm在逆向工程中的应用    215
6.5.6  小结    217
6.6  总结与展望    217
6.6.1  研究总结    217
6.6.2  研究展望    218
参考文献    218
第7章  FreeForm触觉建模下的月球三维打印    220
7.1  绪论    220
7.1.1  研究背景和意义    220
7.1.2  国内外研究现状    221
7.1.3  主要研究内容及创新点    223
7.2  相关技术与研究平台    223
7.2.1  虚拟触觉设计FreeForm系统研究    223
7.2.2  三维打印技术研究    228
7.2.3  小结    232
7.3  基于FreeForm系统的月球模型设计    232
7.3.1  平面分块法建模    233
7.3.2  平面等分法建模    239
7.3.3  小结    240
7.4  基于FreeForm系统的月球模型改进    240
7.4.1  确立月球基本模型    240
7.4.2  经纬线法切割模型    242
7.4.3  误差处理    247
7.4.4  小结    247
7.5  基于三维打印的月球模型制造    248
7.5.1  切片处理月球模型    248
7.5.2  三维打印月球模型    252
7.5.3  月球模型后期制作    255
7.5.4  小结    256
7.6  总结与展望    256
7.6.1  研究总结    256
7.6.2  研究展望    257
参考文献    257
第8章  云台与虚拟场景的双向通信控制系统    260
8.1  绪论    260
8.1.1  研究背景和意义    260
8.1.2  国内外研究现状    262
8.2  云台介绍与应用    264
8.2.1  云台系统介绍    264
8.2.2  二自由度云台分析    266
8.2.3  小结    267
8.3  虚拟场景与云台系统    267
8.3.1  三维场景软件    268
8.3.2  数据通信    270
8.3.3  小结    273
8.4  云台二自由度姿态获取    274
8.4.1  惯性测量装置    274
8.4.2  姿态传感设备的选择    275
8.4.3  I2C总线概述    277
8.4.4  动作反馈控制平台    278
8.4.5  小结    279
8.5  姿态获取软件设计    279
8.5.1  MPU­6050的数据采集    280
8.5.2  MPU­6050的数据格式    281
8.5.3  MPU­6050的数据处理    282
8.5.4  卡尔曼滤波算法处理结果    283
8.5.5  小结    284
8.6  总结与展望    284
8.6.1  研究总结    284
8.6.2  研究展望    285
参考文献    286
第9章  个人计算机虚拟博物馆设计与实现    288
9.1  绪论    288
9.1.1  研究背景和意义    288
9.1.2  国内外研究现状    289
9.1.3  主要研究内容    290
9.2  个人计算机虚拟博物馆研究概述    290
9.2.1  实体个人计算机博物馆    290
9.2.2  虚拟博物馆理论    291
9.2.3  个人计算机虚拟博物馆的功能    292
9.2.4  视觉形象识别系统艺术效果研究    293
9.2.5  小结    294
9.3  个人计算机虚拟博物馆总体设计    295
9.3.1  场景布局设计    295
9.3.2  视觉效果设计    297
9.3.3  虚拟交互设计    301
9.3.4  小结    302
9.4  个人计算机虚拟博物馆设计制作与研究    302
9.4.1  空间环境3D模型制作    302
9.4.2  个人计算机3D模型制作    306
9.4.3  材质贴图效果制作    313
9.4.4  灯光设置    314
9.4.5  摄像机设置    315
9.4.6  烘焙设置    315
9.4.7  Unity3D制作    316
9.4.8  成品效果    317
9.4.9  小结    319
9.5  总结与展望    319
9.5.1  研究总结    319
9.5.2  研究展望    319
参考文献    320
第10章  基于HTML5的Web3D实现计算机技术    322
10.1  绪论    322
10.1.1  引言    322
10.1.2  研究背景和意义    322
10.1.3  国内外发展动态    323
10.1.4  主要研究内容和功能介绍    323
10.1.5  相关技术    324
10.1.6  开发工具及调试环境    326
10.2  Web3D功能实现    328
10.2.1  WebGL的实现流程    328
10.2.2  使用框架库绘制Web3D    330
10.2.3  展示复杂模型    338
10.3  网络通信方式    340
10.3.1  网络通信方式对比    340
10.3.2  WebSocket实现原理    342
10.4  原型系统实现    343
10.4.1  系统结构    343
10.4.2  服务器的建立    343
10.4.3  远程数据采集终端与服务器通信    345
10.4.4  服务端与客户端WebSocket通信    345
10.4.5  Web3D交互实现    348
10.5  研究总结    351
参考文献    352
 
 
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