[發明專利]一種海洋多維數據的查詢及可視化方法

在審

• 申請號: 202010765706.2
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN114064813A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 于良巨
• 申請（專利權）人: 中國科學院煙臺海岸帶研究所
• 主分類號: G06F16/28
• 分類號: G06F16/28;G06F16/29;G06F16/25;G06F16/245;G06F8/30;G06F9/448
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.一種海洋多維數據的查詢及可視化方法，其特征在于包括以下步驟：

基于地理信息二次開發平臺，首先讀取目標海域的遙感影像表示為海洋環境空間，然后獲取目標海域的水動力模擬的海洋多維數據集，其次對海洋多維數據時間維度上所屬變量任一時點進行柵格化，并對海洋多維數據所屬任一變量在所屬任一空間位置時間維度上進行序列化顯示。

2.根據權利要求1所述的一種海洋多維數據的查詢及可視化方法，其特征在于，所述地理信息二次開發平臺為以Java或C#為開發語言的程序構建平臺，該平臺包括ArcEngine控件、NetCDF動態鏈接庫和GDAL動態鏈接庫。

3.根據權利要求1所述的一種海洋多維數據的查詢及可視化方法，其特征在于，所述遙感影像為來源于分辨率在1～15m/像素的衛星影像。

4.根據權利要求1所述的一種海洋多維數據的查詢及可視化方法，其特征在于，所述海洋環境多維要素數據集為通過物理海洋模型模擬的NetCDF多維數據集，用于在平臺中利用NetCDF動態鏈接庫的Read方法讀取該數據到計算機內存中。

5.根據權利要求1所述的一種海洋多維數據的查詢及可視化方法，其特征在于：所述海洋多維數據集包括維數、變量和用于定義物理量的單位；維數用于表示經度、緯度、時間、深度，變量包括海洋溫度、海洋平均流速、海表鹽度。

6.根據權利要求1所述的一種海洋多維數據的查詢及可視化方法，其特征在于：所述對海洋環境多維要素數據時間維度上所屬變量任一時點進行柵格化，包括以下步驟：

1)海洋多維數據提取至二維數組

利用NetCDF動態鏈接庫的Read方法讀取該數據到計算機內存中；利用文件處理函數打開目標海域的海洋多維數據集，利用變量處理函數讀取經度軸、緯度軸、時間軸、待柵格化變量的ID，利用維數處理函數獲取經度軸長度、緯度軸長度、時間軸長度，根據數組長度新建3個軸的一維數組，利用屬性處理函數分別填充各數組的值，得到含有軸變量的3個一維數組；

新建二維數組，以目標變量和查詢時點作為條件輸入，利用Get2DArray方法填充新建的二維數組，得到包含對應變量數據的二維數組；

2)二維數組柵格化數據集

通過調用GDALAllRegister函數來注冊所有已知的驅動，首先生成經度長度h、緯度為w的柵格數據集模板，同時定義待填充的柵格數據存放地址str，用GDALOpen函數來打開柵格數據集模板至內存中；

新建一維數組strout，利用柵格數據集模板的GetGeoTransform地理仿射變換方法輸出仿射變換系數給strout，同時利用GetProjectionRef方法獲得用于將柵格數據集模板的投影至目標柵格數據集的投影參考坐標系；利用GDAL根據柵格類型獲得驅動器，根據h、w、數據集存放地址str、填充塊尺寸即數據緯度方向上的長度w從驅動器生成目標柵格數據集；長度h和寬度w的目標柵格數據集的四個角的坐標對(0，0)、(h，0)、(0，w)和(h，w)作為地面控制點元素賦值給地面控制點數組GCPs，使控制點數組GCPs包含上述坐標對；根據柵格數據集模板的投影參考坐標系給目標數據集的控制點GCPs設置投影參考坐標系信息，實現目標柵格數據集中包含柵格數據集模板的投影參考坐標系信息；對目標柵格數據集設置仿射變換系數strout，實現從柵格的數據坐標到地理坐標的轉換，接著根據柵格數據集模板的投影坐標系設置目標柵格數據集的投影坐標系，實現目標柵格數據集從地理坐標系再到平面坐標系的轉換；最后利用目標柵格數據集的GetRasterBand方法獲得第一波段，該波段用于存儲從NetCDF數組提取二維數組的值。

新建長度為w*h緩存數組buffer，將獲得的二維數組，按照以下的順序獲取臨時變量，先從緯度最小值的第一行開始，每一行都按經度從小到大填依次獲取，之后緯度逐漸增大直至最大值，每次獲取的臨時變量依次填充buffer，之后，利用波段對象的WriteRaster方法將buffer的值寫入目標數據集的第一波段，在柵格數據存放地址str中返回目標柵格數據集；

3)目標柵格數據集處理后加載至二次開發平臺，在二次開發平臺中利用ArcEngine的對象庫的方法，通過波段計算函數去除柵格中用于表示陸地部分的空值部分。

在二次開發平臺中，新建工作空間工廠并實例對象化，從該對象中的方法OpenFromFile打開工作空間；該工作空間跳轉至柵格對象空間，打開去除空值的目標柵格數據集；

從目標柵格數據集中創建柵格對象，之后再從柵格對象中創建柵格圖層，渲染該柵格圖層，該柵格圖層跳轉到圖層接口，最后利用二次開發平臺的主地圖控件的加載圖層的方法加載到平臺中顯示結果。

7.根據權利要求1所述的一種海洋多維數據的查詢及可視化方法，其特征在于：多維要素數據集所屬任一空間位置所屬任一變量在時間維度上的序列化，通過以下步驟實現：

讀取影像空間坐標，利用屏幕坐標函數將點的屏幕坐標轉為遙感影像的投影坐標；

利用屏幕坐標函數將點的屏幕坐標轉為遙感影像的投影坐標，轉換投影坐標后的點作為輸入參數，轉換為地理坐標系的參數作為輸入參數，將該投影坐標轉換為地理坐標系下的點坐標數值；

將獲取的坐標點的經、緯度數值分別與海洋環境多維要素數據集中的經度軸、緯度軸刻度值比較，選擇誤差最小的經度和緯度坐標刻度數值，利用封裝方法GetTimeSeries讀取多維要素數據集中的數據生成時間序列的一維數組；

將時間序列數組在繪圖控件中調用曲線方法繪制出該位置某一選定參數的時間序列。