[發明專利]一種面向柵格文本降水數據的可視化分析方法

有效

• 申請號: 201910041670.0
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109902120B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 趙銅鐵鋼;陳浩玲;段凱
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06F16/26
• 分類號: G06F16/26
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明公開了一種面向柵格文本降水數據的可視化分析方法，通過解析柵格文本文件表頭，設置并將柵格數據寫入NetCDF數據庫，轉化為網格數據，利用NetCDF網格化數據，通過繪制等值線圖，實現文本數據的可視化，將多個時間節點等值線圖疊加，可進行數據時間變化特征分析。本發明可以解決ASCII數據文件管理和操作困難的問題，并提供了通過可視化快速直觀地獲取降雨數據時空分布特征的方法。

技術領域

本發明涉及水文氣象數據庫構建及數據分析領域，更具體地，涉及一種面向柵格文本降水數據的可視化分析方法。

背景技術

高分辨率、格點化的降水數據對于水文學研究和水資源管理，以及氣候變化分析、水文過程模擬、自然災害預警等都具有重要意義。

NetCDF(Network?Common?Data?Form)是一種自描述、基于矩陣的科學數據格式。NetCDF格式是一種開放標準，NetCDF的經典格式和64位偏移格式是開放地理空間協會(OGC)采用的國際標準。目前，NetCDF廣泛應用于大氣科學、水文學、海洋學、環境模擬和地球物理等諸多領域。具有方便管理和操作，可追加，訪問高效，支持在異構的網絡平臺間進行數據傳輸和共享等優點。

國家氣象中心(National?Meteorological?Information?Center)目前提供下載的中國地面降水月值格點數據集為ASCII柵格文本文件，不便于進行數據管理、共享和展示。同時，靜態文本數據不利于決策者和分析者發現降水數據的時空分布特征，動態可視化圖形可以協助決策分析者識別降水變異、分析降水時空分布、向非科研人員進行數據的直觀展示。

發明內容

本發明的目的是解決現有柵格文本數據不便于進行分析、管理、共享和展示的缺陷，提供一種面向柵格文本降水數據的可視化分析方法。

為實現以上發明目的，采用的技術方案是：

一種面向柵格文本降水數據的可視化分析方法，包括以下步驟：

S1：解析柵格文本文件頭，將柵格文本文件頭信息存儲為Python字典；

S2：依據柵格文本文件頭信息設置NetCDF文件數據維度及變量信息；

S3：循環讀取目標柵格文本文件中的柵格數據，寫入NetCDF文件；

S4：讀取NetCDF文件數據，轉化為Python?Numpy數組；

S5：在Python?Numpy數組中定于空間范圍、降雨分布時間尺度，連接網格數據等值點，繪制降雨分布等值線，填充等值區域，形成降雨分布等值線圖；

S6：讀取各時間節點降雨分布等值線圖，存儲為Python?List，設定延遲時間，利用Python?Imageio模塊輸出對應的降雨分布動態變化圖。

優選的是，步驟S2所述的NetCDF文件數據包括Dimensions維度信息，Variables變量信息以及Attributes屬性信息；其中變量信息存儲實際數據，維度信息提供變量維度信息。

優選的是，所述步驟S3中柵格文本數據轉化為浮點型，其中無數值網格利用Python?Numpy.ma模塊掩碼。

優選的是，所述步驟S5中降雨分布等值線圖包括輸入經度、緯度范圍，目標網格數據數組，指定輸出路徑和子圖序列標題。

優選的是，所述繪制等值線圖的輸入經度、緯度范圍需與目標數組空間維度保持一致。

優選的是，所述步驟S5中繪制降雨分布等值線的繪制結果為目標數據各時間節點降雨等值線圖，等值線圖為png文件，等值線劃分由輸入的降雨分布時間尺度決定。

優選的是，所述步驟S6中的延遲時間為0.5秒～1秒，輸入圖譜大小保持一致。