[發明專利]基于海洋物聯網的網格等值線繪制方法

有效

• 申請號: 201810573914.5
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108776999B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 楊嘉琛;趙啟明
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種基于海洋物聯網的網格等值線繪制方法，包括下列步驟：基于海洋互聯網的多傳感器之間的信息交互和采集，進行傳感器數據預處理和分布式融合操作；在所有數據點的整個空間進行網格劃分；對每個網格中的數據點計算其標準差和均值的計算，并計算所有數據點和均值的差值，得到一個數據列表，比較列表中的每個數據值與三倍標準差的大小，若數據值大于三倍的標準差，則以該區域繼續循環第二步和第三步的網格構建，直到滿足要求；將數據點按連接規則進行連接，將整個網格空間構造成三角網格，對數據稀疏的網格，采取進一步的三角網格劃分；根據權重的分配進行等值線繪制，通過三角網格后會尋找下一個三角網格，直到遍歷所有三角網格后表明等值線追蹤結束；可視化處理。

技術領域

本發明屬于海洋數據處理領域，涉及基于海洋物聯網的網格等值線繪制方法。

背景技術

海洋環境監測系統的研究越來越受到人們的關注,各傳感器通過物聯網的信息交互在海洋環境探測系統中占有重要地位，為了保護和利用海洋資源，海洋信息的采集和處理刻不容緩。物聯網主要是把傳感器和網絡連接起來，其目的是使對象和對象之間相互通信，達到更高的工作效率和節省運營成本。在現有的海洋環境監測區，通過多傳感器搭建的物聯網，傳感器協作感知、收集和處理網絡覆蓋區域內的對象信息，并向觀察者發送信息，可以實時獲取和檢測海洋環境。但現有的海洋環境監測技術并沒有真正實現海洋環境監測的智能化，因此大數據的處理和可視化顯示已經成為海洋工程的關鍵問題。

目前國內外對于海洋大數據的可視化處理還不夠完善，在溫度、壓力等因素的等值線繪制算法和應用都有很大的提高空間，將等值線的繪制應用到海洋數據可視化顯示中來已成為當前研究的熱點和難點。

發明內容

本發明的目的在于提供基于海洋物聯網的網格等值線繪制方法，在多傳感器信息交互和分布式融合采集數據的基礎上，對原始數據進行網格劃分和細化三角劃分，加入了三角重心插值算法，對海洋數據進行等值線的可視化繪制。技術方案如下：

基于海洋物聯網的網格等值線繪制方法，包括下列步驟：

第一步：基于海洋互聯網的多傳感器之間的信息交互和采集，對包括溫度、氣壓、深度在內的海洋信息進行傳感器數據預處理和分布式融合操作；

第二步：在所有數據點的整個空間進行網格劃分，依據當前數據量的大小和數據點的密集程度，將整個空間分為n*n的規則網格，再對細化之后的網格數據進行處理；

第三步：對每個網格中的數據點計算其標準差和均值的計算，并計算所有數據點和均值的差值，得到一個數據列表，比較列表中的每個數據值與三倍標準差的大小，若數據值大于三倍的標準差，則以該區域繼續循環第二步和第三步的網格構建，直到滿足要求；

第四步：將數據點按連接規則進行連接，將整個網格空間構造成三角網格，對數據稀疏的網格，采取進一步的三角網格劃分，為三角網格的每一條棱邊依次分配W₁＝1、W₂＝2、W₃＝3三個比重數值，判斷三角網格的棱邊是否存在等值點，存在等值點時采用三角重心點插算法，對網格進行數據插值；

第五步：將包含邊界的三角網格作為等值線搜索的起始網格，將該網格棱邊上的點作為等值線起點，然后標記該點對應的傳感器數據值作為目標值，在網格中找到所有等于該目標值的數據點，根據權重的分配進行等值線繪制，通過三角網格后會尋找下一個三角網格，直到遍歷所有三角網格后表明等值線追蹤結束；

第六步：在等值線追蹤結束之后，網格中的點和線被分配完，利用三階Bezier曲線來進行數據平滑操作；

第七步：對等值線進行可視化圖形顯示和處理，加入利用哈希表存儲的查找優化算法，其中每個數據點的值都對應唯一的鍵值，在查找時采用二分查找，即從中間的位置開始查找，分成兩個區間，再對子區間進行二分查找。