[發(fā)明專利]極地投影模式下多變量時(shí)空數(shù)據(jù)的可視化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210205888.3
• 申請(qǐng)日: 2012-06-18
• 公開（公告）號(hào): CN102831626A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧俊輝;袁國(guó)棟;鄒衡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T11/00
• 分類號(hào): G06T11/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種極地投影模式下多變量時(shí)空數(shù)據(jù)的可視化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲得目標(biāo)變量和地理區(qū)域數(shù)據(jù)；

S2：根據(jù)所述目標(biāo)變量繪制目標(biāo)變量可視化圖像；

S3：根據(jù)地理區(qū)域數(shù)據(jù)繪制地理區(qū)域背景；

S4：根據(jù)所述目標(biāo)變量可視化圖像和所述地理區(qū)域背景顯示效果圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極地投影模式下多變量時(shí)空數(shù)據(jù)的可視化方法，其特征在于，如果所述目標(biāo)變量為標(biāo)量，則所述步驟S2進(jìn)一步包括：

S21：采用等角或等積或等距投影變換，將所有網(wǎng)格頂點(diǎn)從二維正交經(jīng)緯空間映射到二維極地投影空間；

S22：使用標(biāo)量繪制方法根據(jù)所述目標(biāo)標(biāo)量在二維極地投影空間中繪制標(biāo)量可視化圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的極地投影模式下多變量時(shí)空數(shù)據(jù)的可視化方法，其特征在于，所述步驟S22進(jìn)一步包括：

S221：根據(jù)標(biāo)量數(shù)值區(qū)間和顏色區(qū)間的映射關(guān)系，建立顏色查找表；

S222：在二維極地投影空間中，根據(jù)網(wǎng)格頂點(diǎn)上的標(biāo)量數(shù)值搜索所述顏色查找表，獲取網(wǎng)格頂點(diǎn)的顏色值，并生成一幅與數(shù)據(jù)網(wǎng)格分辨率相同的紋理圖像；

S223：將所述網(wǎng)格頂點(diǎn)的顏色映射到所述紋理圖像像素上；

S224：根據(jù)清晰度的需求，生成繪制網(wǎng)格，計(jì)算所述繪制網(wǎng)格中所有網(wǎng)格頂點(diǎn)的紋理坐標(biāo)，將所述紋理圖像貼到所述繪制網(wǎng)格上；

S225：通過圖形硬件對(duì)所述紋理圖像進(jìn)行雙線性插值，生成所述繪制網(wǎng)格所在的圖像空間中所有像素點(diǎn)的顏色值，從而生成標(biāo)量可視化圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極地投影模式下多變量時(shí)空數(shù)據(jù)的可視化方法，其特征在于，如果所述目標(biāo)變量為矢量，則所述步驟S2進(jìn)一步包括：

S23：通過極地投影變換和矢量的空間變換，將矢量從二維正交經(jīng)緯空間變換到二維極地投影空間；

S24：使用矢量繪制方法，在二維極地投影空間中繪制矢量可視化圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的極地投影模式下多變量時(shí)空數(shù)據(jù)的可視化方法，其特征在于，所述步驟S23進(jìn)一步包括：

S231：通過極地投影變換，將所有網(wǎng)格頂點(diǎn)從二維正交經(jīng)緯空間變換到二維極地投影空間；

S232：通過矢量空間變換，將矢量從二維正交經(jīng)緯空間變換到二維極地投影空間。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的極地投影模式下多變量時(shí)空數(shù)據(jù)的可視化方法，其特征在于，所述步驟S24進(jìn)一步包括：

S241：在二維極地投影空間中，生成單位矢量圖元的所有頂點(diǎn)；

S242：每個(gè)矢量所在網(wǎng)格頂點(diǎn)或網(wǎng)格單元上，根據(jù)矢量分量所定義的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，根據(jù)矢量的長(zhǎng)度進(jìn)行放縮處理，獲得該矢量所映射圖元的頂點(diǎn)坐標(biāo)和拓?fù)湫畔ⅲ?/p>

S243：根據(jù)矢量長(zhǎng)度區(qū)間和顏色區(qū)間的映射關(guān)系，建立顏色查找表；

S244：根據(jù)所述矢量長(zhǎng)度搜索所述顏色查找表，獲取矢量圖元的顏色；

S245：根據(jù)所述矢量圖元的頂點(diǎn)坐標(biāo)和拓?fù)湫畔ⅲ褂毛@得的所述矢量圖元顏色，生成矢量可視化圖像。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極地投影模式下多變量時(shí)空數(shù)據(jù)的可視化方法，其特征在于，所述步驟S3進(jìn)一步包括：

S31：在二維正交經(jīng)緯坐標(biāo)空間中，將地理邊界數(shù)據(jù)中所有大洲和湖泊的邊界線，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的二維正交經(jīng)緯空間中的地理區(qū)域輪廓線；

S32：根據(jù)最低有效緯度設(shè)置，在二維正交經(jīng)緯空間中對(duì)所述地理區(qū)域輪廓線進(jìn)行裁剪，獲得有效緯度范圍內(nèi)的地理區(qū)域輪廓線；

S33：通過極地投影變換，將裁剪后的地理區(qū)域輪廓線上的所有頂點(diǎn)由二維正交經(jīng)緯空間變換到二維極地投影空間，獲得二維極地投影空間中的地理區(qū)域輪廓線數(shù)據(jù)：

S34：根據(jù)二維極地投影空間中的地理區(qū)域輪廓線數(shù)據(jù)，繪制地理區(qū)域背景。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的極地投影模式下多變量時(shí)空數(shù)據(jù)的可視化方法，其特征在于，如果所述目標(biāo)變量為標(biāo)量，則所述步驟S34進(jìn)一步包括：

S341：使用線條帶法，繪制二維極地投影空間中的地理區(qū)域輪廓線：

S342：根據(jù)最低緯度設(shè)置，并調(diào)用經(jīng)緯線圈繪制函數(shù)，繪制經(jīng)緯線圈。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的極地投影模式下多變量時(shí)空數(shù)據(jù)的可視化方法，其特征在于，如果目標(biāo)變量為標(biāo)量，則所述步驟S34進(jìn)一步包括：

S343：在二維極地投影空間中，對(duì)地理區(qū)域輪廓線所圍區(qū)域進(jìn)行三角剖分，生成地理區(qū)域剖分網(wǎng)格；

S344：根據(jù)洞的內(nèi)點(diǎn)，從地理區(qū)域剖分網(wǎng)格中剔除“洞”內(nèi)三角形，生成帶虧格的地理區(qū)域剖分網(wǎng)格；

S345：使用多邊形填充方法，繪制地理區(qū)域剖分網(wǎng)格；

S346：根據(jù)最低緯度設(shè)置，并調(diào)用經(jīng)緯線圈繪制函數(shù)，繪制經(jīng)緯線圈。