[發明專利]動態展示區域空氣質量和氣象場的方法

有效

• 申請號: 201310429292.6
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103472502A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 徐偉嘉;李紅霞;何芳芳;鄭鎮華
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01W1/00
• 分類號: G01W1/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;向霞

1.一種動態展示區域空氣質量和氣象場的方法，其特征在于，包括：

S1：對監測點位數據進行濃度插值，以獲取區域內各種污染物的空間分布渲染圖；

S2：采用中尺度氣象模式MM5模擬高精度的區域氣象場，所述區域氣象場包括多個正方形網格點；

S3：選取任一所述正方形網格點的任一邊上的任一點作為初始流線質點，以所述初始流線質點確定下一流線質點，并對下一所述流線質點所經過的所述正方形網格點進行再次分割，依次類推，直至確定出所述氣象場內單個時間片上的所有流線質點，連接所有流線質點以繪制出氣象場單個時間片上的流線；

S4：重復S3以繪制出所述氣象場多個時間片上的多條流線，以生成靜態氣象場；

S5：采用軌跡跟蹤法獲取所述流體質點在時間域和空間域中的運動軌跡以生成動態氣象場；

S6：對所述動態氣象場進行可視化表達；

S7：對所述污染物的空間分布渲染圖和所述動態氣象場進行三維動態疊加展示，以實現區域空氣質量和所述氣象場的動態展示。

2.如權利要求1所述的動態展示區域空氣質量和氣象場的方法，其特征在于，S3中以所述初始流線質點確定下一流線質點具體包括：

S31：根據空間幾何知識求取所述初始流線質點P的矢量p：

其中，所選取的任一所述正方形網格點為ABCD，所述初始流線質點P位于AB邊上，點A、B及P的坐標分別為（x₁，y₁）、（x₂，y₂）及（x₀，y₀），θ，表示A、B兩點的風向角度，M、N表示A、B矢量的模，

i＝(x_o-x₂)/(x₁-x₂)

j＝(x₁-x_o)/(x₁-x₂)；

S32：根據所述矢量p確定下一流線質點的出口位置及方向。

3.如權利要求1所述的動態展示區域空氣質量和氣象場的方法，其特征在于，S4具體包括：

S41：以S3中所繪制的所述流線為初始流線；

S42：對所述初始流線所經過的所述網格點進行標記；

S43：按照S3的方法繪制下一條所述流線時，判斷當前所述流線質點所經過的網格點是否被標記；

S44：根據判斷結果繼續按照S3的方法尋找下一所述流線質點，或將當前所述流線質點作為下一條所述流線的終點。

4.如權利要求1所述的動態展示區域空氣質量和氣象場的方法，其特征在于，S5具體包括：

S51：根據所述中尺度氣象模式模擬得到的風場源數據提取研究區域內每個所述正方形網格點的風速及風向信息；

S52：根據所述研究區域和網格間距計算每個所述正方形網格點的中心點坐標；

S53：根據所述風速、風向及中心點坐標以S3的方法確定出單個時間片上各條流線的所述流線質點，再結合所述風速繪制質點運動流線，并記錄每條所述質點運動流線的終點；

S54：以每條所述質點運動流線的終點作為起點，計算連續時間片上的質點運動軌跡，以繪制出不同時間片上的所述流線質點的跡線圖，并保存數據。

5.如權利要求1所述的動態展示區域空氣質量和氣象場的方法，其特征在于，S6具體包括：

S61：建立所述動態氣象場的三維時空數據模型；

S62：對所述動態氣象場進行動態可視化表達；

S63：基于粒子系統對所述動態氣象場進行時空過程模擬。

6.如權利要求5所述的動態展示空氣質量和氣象場的方法，S61具體包括：

根據所述動態氣象場獲取氣象場數據，所述氣象場數據包括空間源數據、時間源數據及屬性數據；

對所述氣象場數據進行參考統一化；

根據參考統一化后的所述氣象場數據建立所述動態氣象場的三維時空數據模型。

7.如權利要求6所述的動態展示區域空氣質量和氣象場的方法，其特征在于，所述空間源數據包括空間坐標及地理信息，所述時間源數據包括描述過程的時間、流線/跡線的開始、消失時間、所述流體質點出現時間、運動時間及消失時間，所述屬性數據包括風向及風速。