基于改进Marching Tetrahedra算法的锥体气象数据三维重建

摘要

在气象领域中,多普勒雷达探测的气象数据采用空间极坐标的方式进行存储,探测到的气象目标具有分布不均匀、区域分散、形状不规则等特征.为了满足气象目标三维重建的需求,针对雷达数据特征对Marching Tetrahedra三维重建算法进行一定的改进.首先采用Barnes插值方法和傅里叶谱分析原理的插值方法分别在雷达锥体数据的垂直方向及径向之间进行回波强度值的加密,对加密后的回波极坐标数据构成的新的六面体进行基本四面体单元的剖分,并利用线性插值得到各顶点的具体位置,绘制时结合多层次面绘制技术渲染三维图,该算法避免了对高仰角以及距离远而没有回波数据区域的重建.实验表明,改进算法能更好更快地实现三维重建,并且能观测分析云层的内部细节信息,为气象的准确预报提供了一定的参考依据.