地磁场网络可视化初步研究WDC地球物理学科中心（中国，北京）中国科学院研究生院 地质与地球物理所 北京大学 王丹 彭丰林 袁晓如 安镇昌 夏国辉 沈晓阳

中国虚拟地磁台建设之二

报告提纲0.VOGM 1. 地磁场模型介绍2. 研究方法与探索3. 初步结果4. 存在的问题与改进

中国虚拟地磁台建设构想 PENG Fenglin, WANG Dan, QI Min ，SHEN Xiaoyang ， HUANG Qinghua

彭丰林 王丹 祁民 沈晓阳 张健 黄清华Peng@geophys.cnPengf@ustc.edu

中国科学院 地质与地球物理研究所 研究生院世界数据中心中国地球物理学科中心 北京大学地球物理系中国虚拟天文台 2006 年会桂林

Primary Plot For Virtual Geomagnetic Observatory in China

PENG Fenglin, WANG Dan, SHEN Xiaoyang ，MA Maining, QI Min ，

Peng@geophys.cn

WDC for Geophysics, BeijingInst. of Geology & Geophysics, CAS

Graduate University, CAS

VOiG Workshop, Danver, June 2007

1st Step: Vitual GM Observatory in China

GM Survey Platform

GM Observatory

Public Education & Outreach Service

GM Data Service Unit

Uniform Access to On-line GM Resources

GM Instruments & Facilities

eGY GM ARRAY INTERMAGNRT IGRFGM ModelGM Survey DBWDC

GM Observatory

Min. Value Main Field

GM Element

GM Chart

Regional ModelForeCastNowCast

Solar/Space Survey Data

Index Quick View

Index

LAN

D

OC

EAN

AIR

SAT

Frame of GM Viture Platform

• 全球地磁场模型IGRF ， WMS 等

• 区域地磁场模型ChinaGRF 等

1. 地磁场模型介绍

国际地磁参考场 ( IGRF) 是一系列关于地球主磁场及其年变率的数学模型。由国际地磁和高空物理学联合会 IAGA--

International Association of Geomagnetism and Aeronomy 每五年发布一次。

International Geomagnetic Reference Field

1. 地磁场模型介绍全球

1. 地磁场模型介绍。我国自 1950 年始每 10a 进行一次全国范围的三分量地磁测量 ( 磁偏角、磁倾角、水平强度或总强度 ) ，并根据这些资料编绘了

1950 、 1960 、 1970 、 1980 、 1990 、 2000 年的中国地区地磁图，建立了相应的地磁场模型（ 1950 年模型为 1990 年补做）。这些基础资料和基本图件，在地磁学的分析研究及在国民经济和国防建设的许多实际应用中，都发挥了重要的用．

区域

1. 地磁场模型介绍。建立地磁场模型的数学方法：•球冠谐和分析方法； -- 全球•泰勒多项式方法； -- 区域•曲面样条方法；•矩谐分析方法等

2

1 0

( ) ( cos( ) sin( )) (cos )nn

m m mn n n

n m

a dx g m h m pr dQ

( )mng t

式中： θ 是地理余纬； λ 是从格林威治起算的东经度； γ 是地球半径 6371.2KM a 是地心距 是 t 时刻的高斯系数，利用均匀分布在全球的测量点获取的 地磁场值采用解方程组的方法求解 (1999.2 丹麦 Orsted 2000.7 德国 CHAMP) n 和 m 分别是球谐函数的阶和次。（ n* （ n+2 ）， 195 ） 是 n 阶 m 次施密特准归一化缔合勒让德函数

2

1 0

2

1 0

( ) sin( ) cos( ) (cos )sin

( 1)( ) cos( ) sin( ) (cos )

nnm m mn n n

n m

nnm m mn n n

n m

a my g m h m Pr

az n g m h m Pr

cosmnp

球冠谐和分析方法

安振昌等

泰勒多项式方法

1. 地磁场模型介绍 我们首先选作的模型：

中国地磁参考场ChinaGRF2000

1. 地磁场模型介绍泰勒多项式模型系数（ 45 个）

徐文耀等

2. 研究方法与探索模型计算

结果展示MATLAB

GoogleEarth

2. 研究方法与探索KML

四个边界点18°N ， 56°N ， 73°E ， 136°E

GroundOverlay

2. 研究方法与探索Google Earth Toolbox

10 Nov 2006 (Updated 03 Mar 2008)

Various plotting/drawing functions that can be saved as KML output, and loaded in Google Earth .

Author: Scott L. Davishttp://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange

2. 研究方法与探索步骤：1. 子函数：带入系数计算 D 、 I 、 F 三分量；2. 函数 : 计算其余四个分量 ;

生成等值线 ;生成 Color Bar;生成 KML 文件；

3. 初步结果

4. 存在的问题与改进标注 ColorBar

静态 动态缓存单一年份 时间序列

TimeSpan

4. 存在的问题与改进中 国 全球KML 文件 网络服务

谢谢！欢迎批评指正！

可视化方法的对比研究初步探讨可视化三维地球浏览软件：• GoogleEarth• NASA WorldWind• ArcGIS Explorer• Microsoft Virtual Earth• Yahoo Maps

3. 研究方法与技术路线