[發(fā)明專利]一種海陸交錯(cuò)帶氣象等值線自動(dòng)繪制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410318436.5
• 申請(qǐng)日: 2014-07-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104102771A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜震洪;劉仁義;張豐;林賢輝;王葉晨梓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋氣象等值線繪制的技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種海陸交錯(cuò)帶氣象等值線自動(dòng)繪制方法。

背景技術(shù)

等值線是制圖對(duì)象中數(shù)值相等的各點(diǎn)連成的平滑曲線，它在水文、地質(zhì)、海洋、大氣等諸多領(lǐng)域都有非常重要的用途，比如氣壓場(chǎng)中的等壓線圖、大地測(cè)繪中的等高線圖、地質(zhì)中的礦體等值線圖等等。目前等值線繪制和填充的方法已經(jīng)比較成熟，但在海洋氣象領(lǐng)域存在問(wèn)題。海洋氣象數(shù)據(jù)包含陸地和海洋區(qū)域，要素?cái)?shù)值在海洋上變化平緩，而在陸地上變化顯著。采用傳統(tǒng)的等值線間隔設(shè)置方法會(huì)使等值線集中在陸地區(qū)域，在海洋區(qū)域則缺少可分辨的等值線，而其正是海洋氣象工作者重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域。因此，如何自動(dòng)地設(shè)置海洋氣象等值線間隔，從而提高繪制要素的信息量，突出興趣區(qū)域，是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

對(duì)于不等間距等值線，目前有兩種間隔設(shè)置的方法：一是繪制人員根據(jù)具體數(shù)據(jù)手動(dòng)設(shè)置；二是基于面積統(tǒng)計(jì)的間隔設(shè)置。手動(dòng)設(shè)置法是利用軟件繪制完等值線后，根據(jù)效果不斷調(diào)整間隔，直到出來(lái)比較滿意的結(jié)果。這種方法往往可以得到很好的效果，但是繪制過(guò)程麻煩，耗時(shí)耗力。面積統(tǒng)計(jì)的方法在一定程度上解決了人工繪制的問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化批量處理，但是應(yīng)用于海洋氣象這類特殊數(shù)據(jù)時(shí)，繪制出的等值線效果無(wú)法滿足專業(yè)要求。比如大氣等壓線的間隔通常需要設(shè)置為特定數(shù)值，如2.5百帕或者4百帕，而面積統(tǒng)計(jì)的方法只根據(jù)等面積原則劃分，無(wú)法解決這類特殊需求。

針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提出一種海陸交錯(cuò)帶氣象等值線自動(dòng)繪制方法，首先將原始要素與海陸分界數(shù)據(jù)做疊加分析，提取出海洋區(qū)域，然后進(jìn)行斑點(diǎn)去噪計(jì)算得到海洋區(qū)域數(shù)值范圍，再結(jié)合映射表選擇合適的間隔值，合并海洋和陸地區(qū)域獲得不等間距間隔，最后將間隔應(yīng)用于MATLAB等值線繪制指令實(shí)現(xiàn)自動(dòng)繪制。基于該方法可以實(shí)現(xiàn)海陸交錯(cuò)帶氣象等值線的自動(dòng)繪制，并且能夠突出海洋區(qū)域信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種海陸交錯(cuò)帶氣象等值線自動(dòng)繪制方法。

一種海陸交錯(cuò)帶氣象等值線自動(dòng)繪制方法包括如下步驟：

1)從多層多變量的海洋氣象原始數(shù)據(jù)文件中讀取出待繪制等值線的一層數(shù)據(jù)，再獲取與該數(shù)據(jù)格式一致的海陸分界數(shù)據(jù)，利用海陸分界數(shù)據(jù)對(duì)原始數(shù)據(jù)做疊加分析，分離出海洋區(qū)域數(shù)據(jù)；

2)設(shè)定判斷噪點(diǎn)的閾值，遍歷數(shù)據(jù)中的每個(gè)像元，若當(dāng)前像元的數(shù)值與周圍相連的八個(gè)像元的方差減去整體的方差大于給定的閾值，則認(rèn)為該像元為噪點(diǎn)，對(duì)該像元進(jìn)行校正，以此得到海洋區(qū)域有效數(shù)值范圍；

3)根據(jù)海洋區(qū)域的有效數(shù)值范圍得到全部區(qū)域的一個(gè)劃分；

4)分別構(gòu)建海洋區(qū)域和其他區(qū)域的間隔表，根據(jù)間隔表設(shè)置各個(gè)區(qū)域不同疏密的間隔；

5)合并海洋區(qū)域和其他區(qū)域的間隔；

6)利用MATLAB批量讀取數(shù)據(jù)，并將步驟5)合并后的間隔應(yīng)用于MATLAB等值線繪制指令，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)繪制。

所述的步驟1)包括：從一個(gè)多層多變量的海洋氣象原始數(shù)據(jù)文件中讀取出待繪制等值線的一層數(shù)據(jù)，該層數(shù)據(jù)是由n行m列的二維規(guī)則格網(wǎng)構(gòu)成，再獲取與該數(shù)據(jù)格式一致的n行m列的海陸分界數(shù)據(jù)，海陸分界數(shù)據(jù)包含與其相對(duì)應(yīng)的二值數(shù)據(jù)，每個(gè)像元都引用相同的地理位置，海陸分界二值數(shù)據(jù)中0代表其他，1代表海洋，利用海陸分界數(shù)據(jù)對(duì)原始數(shù)據(jù)做疊加分析，分離出海洋區(qū)域數(shù)據(jù)。

所述的步驟2)包括：設(shè)定一個(gè)判斷噪點(diǎn)的閾值，遍歷數(shù)據(jù)中的每個(gè)像元，若當(dāng)前像元的數(shù)值f(i，j)與周圍相連的八個(gè)像元的方差σ²減去整體的方差大于給定的閾值，則認(rèn)為該像元為噪點(diǎn)，該方法可用以下公式表示：