CN112507049B - 海洋动力环境卫星数据的传输方法、系统、设备和介质 - Google Patents
海洋动力环境卫星数据的传输方法、系统、设备和介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种海洋动力环境卫星数据的传输方法、系统、设备和介质，方法采用灰度图形式，将卫星数据数值存入图片的RGB三通道进行存储，将极大减小数据文件大小，同时支持WEB端的解析渲染展示；由于图片的RGB的通道值只能为整型，并且范围为0‑255，且因为海洋动力环境卫星的海风、海浪、海温、海流等数据的阈值大部分就包含在此区间内，所以将该技术用在海洋动力数据的传输展示上；这样可以利用灰度图可以在不影响数据本身渲染展示效果的情况下，方便海洋卫星动力数据更快更好在WEB端进行海洋动力环境卫星数据传输展示；使用灰度图传输海洋动力环境卫星数据是可以极大减小数据传输的成本。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种海洋动力环境卫星数据的传输方法、系统、设备和介质。
背景技术
近年来，随着我国海洋卫星发射增多规划日益完善，海洋动力环境卫星遥感数据产品在我国涉海领域得到了广泛应用，为我国海洋环境监测与预报做出贡献，如何在网页上更快更好的展示海洋动力环境卫星遥感数据也成为迫切需求之一。目前国内海洋动力环境卫星数据多为栅格数据，主要以netcdf或hdf5二进制文件格式进行存储，文件小则几Mb，大则几十上百Mb，无法直接在网页上进行渲染展示。
目前市面上主要将卫星数据经过解析处理生成对应的json文件后再在网页上进行渲染展示，但是转为json等文本文件后同样存在问题，虽然对比二进制文件而言，json等文本文件能够通过网页脚本进行解析读取，但文件大小对于WEB端还是偏大，展示渲染速度仍然偏慢。而且随着卫星数据分辨率的提高，转换成的json文件大小也随之增大数倍，更加不利于卫星数据在WEB端的传输展示。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种海洋动力环境卫星数据的传输方法、系统、设备和介质，使用灰度图传输海洋动力环境卫星数据是可以极大减小数据传输的成本。
第一方面，本发明提供了一种海洋动力环境卫星数据的传输方法，包括：
步骤1、根据原始卫星数据的分辨率，创建对应精度的地图网格；
步骤2、读取并解析原始卫星数据，之后进行异常值过滤；
步骤3、将过滤好的数据根据经纬度填充至所述地图网格；
步骤4、对所述地图网格中空白值进行插值；
步骤5、根据所述地图网格的宽高创建Image对象img1；
步骤6、根据第一设定算法将地图网格中的数据处理至0-255范围内；
步骤7、将处理后的数据存入Image对象img1对应像素点的RGB通道中，且设置R＝G＝B＝对应像素点的数据；
步骤8、将Image对象img1保存为图片，得到对应卫星数据的灰度图，并传输至WEB端；
步骤9、WEB端接收并存储所述灰度图，在WEB端创建一Image对象img2，并指定其图片路径为所述灰度图所在位置，之后再创建一个画布，将img1按像素写入画布；
步骤10、根据Image对象img2的宽高，创建对应宽高的二维数组arrs；
步骤11、通过画布的getImageData方法，并根据图片宽高遍历读取得到图片的所有像素信息，根据像素信息得到对应的RGB值，之后根据第二设定算法进行反推得到原始值，根据像素点的坐标位置填充至二维数组arrs对应的位置，所述二维数组arrs即为原始卫星数据。
进一步地，所述步骤4进一步具体为：对所述地图网格中空白值进行插值，从X方向、Y方向进行一维Akima插值，插值后再通过中值滤波对数据进行平滑处理。
进一步地，所述第一设定算法为：(原始值*scaleVal)+addVal＝对应像素点的数据；
所述第二设定算法为：原始值＝(对应像素点的数据-addVal)/scaleVal；
所述scaleVal以及addVal为自定义值。
第二方面，本发明提供了一种海洋动力环境卫星数据的传输系统，包括：
创建网格模块，根据原始卫星数据的分辨率，创建对应精度的地图网格；
读取过滤模块，读取并解析原始卫星数据，之后进行异常值过滤；
填充模块，将过滤好的数据根据经纬度填充至所述地图网格；
插值模块，对所述地图网格中空白值进行插值；
创建Image模块，根据所述地图网格的宽高创建Image对象img1；
处理归整模块，根据第一设定算法将地图网格中的数据处理至0-255范围内；
存入Image模块，将处理后的数据存入Image对象img1对应像素点的RGB通道中，且设置R＝G＝B＝对应像素点的数据；
灰度图模块，将Image对象img1保存为图片，得到对应卫星数据的灰度图，并传输至WEB端；
画布模块，WEB端接收并存储所述灰度图，在WEB端创建一Image对象img2，并指定其图片路径为所述灰度图所在位置，之后再创建一个画布，将img1按像素写入画布；
创建数组模块，根据Image对象img2的宽高，创建对应宽高的二维数组arrs；
获取原始数据模块，通过画布的getImageData方法，并根据图片宽高遍历读取得到图片的所有像素信息，根据像素信息得到对应的RGB值，之后根据第二设定算法进行反推得到原始值，根据像素点的坐标位置填充至二维数组arrs对应的位置，所述二维数组arrs即为原始卫星数据。
进一步地，所述插值模块进一步具体为：对所述地图网格中空白值进行插值，从X方向、Y方向进行一维Akima插值，插值后再通过中值滤波对数据进行平滑处理。
进一步地，所述第一设定算法为：(原始值*scaleVal)+addVal＝对应像素点的数据；
所述第二设定算法为：原始值＝(对应像素点的数据-addVal)/scaleVal；
所述scaleVal以及addVal为自定义值。
第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法。
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例提供的方法、系统、设备和介质，原始海洋动力环境卫星数据多为netcdf或hdf5无法直接在WEB端进行解析，目前市面上主流是将的json文本文件虽然可以直接解析渲染，但是相对于灰度图的形式，文件大小还是偏大。而灰度图因为RGB三值一样，图片大小一般都很小，且灰度图的RGB的值范围在0-255之间，包含海洋动力环境卫星数据的海风、海浪、海温等数据的阈值范围。所以使用灰度图传输海洋动力环境卫星数据是可以极大减小数据传输的成本。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明实施例一中方法中的流程图；
图2为本发明实施例二中系统的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种海洋动力环境卫星数据的传输方法、系统、设备和介质，解决了现有中传输数据过大的技术问题，使用灰度图传输海洋动力环境卫星数据是可以极大减小数据传输的成本。
本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：
采用灰度图形式，将卫星数据数值存入图片的RGB三通道进行存储，将极大减小数据文件大小，同时支持WEB端的解析渲染展示。当然由于图片的RGB的通道值只能为整型，并且范围为0-255，且因为海洋动力环境卫星的海风、海浪、海温、海流等数据的阈值大部分就包含在此区间内，所以主要将该技术用在海洋动力数据的传输展示上。这样可以利用灰度图可以在不影响数据本身渲染展示效果的情况下，方便海洋卫星动力数据更快更好在WEB端进行海洋动力环境卫星数据传输展示。本发明主要分析和研究的内容包括:如何将海洋动力环境卫星数据转化为灰度图，并再WEB端进行传输展示。
具体包括如下步骤：
步骤一：根据原始卫星数据的分辨率，创建对应精度的全球范围的网格(例如：0.25*0.25精度的网格宽高为1440*900)；
步骤二：解析读取原始卫星数据，对提取出的数据进行异常值过滤；
步骤三：将过滤好的卫星数据根据经纬度填充到已经创建的网格中；
步骤四：对填充好的网格数据中的空白值进行插值，也就是从X方向、Y方向进行一维Akima插值。插值后再通过中值滤波对数据进行平滑处理；
步骤五：根据创建的网格的宽高创建同样宽高的Image对象；
步骤六：由于Image对象的像素点的RGB通道值范围是0-255，所以需要将网格中的数据处理到这个区间范围内，根据算式:(原始值*scaleVal)+addVal＝R值，将网格中的数据统一乘以scaleVal并加上addVal，确保所有数据最终处理后小于255；
步骤七：将经过二次处理的网格中的数据存入到对应位置像素点的RGB通道中，且设置值＝R＝G＝B；
步骤八：将Image对象保存为图片，最终得到对应卫星数据的灰度图，并传输至WEB端；
步骤九：在WEB端创建一个Image对象img，并指定它的图片路径为灰度图的所在位置，接着再创建一个Canvas对象context，将Image对象按像素写入画布context.drawImage(img,0,0,this.width,this.height)；
步骤十：根据Image对象的宽高，创建一个对应宽高的二维数组arrs；
步骤十一：利用画布的getImageData方法并根据图片宽高遍历读取得到图片的所有像素信息，读取像素信息后可得到对应RGB值，因为灰度图RGB三值相等，直接取用R值并根据之前的算式:(原始值*scaleVal)+addVal＝255R值，反推可得到算式：(R值-addVal)/scaleVal＝原始值。得到原始值后根据像素点的坐标位置，填充到二维数组arrs对应位置中。完成遍历后，得到的二维数组arrs，就是可用的海洋动力环境卫星数据的集合。
实施例一
本实施例提供一种方法，如图1所示，包括；包括：
步骤1、根据原始卫星数据的分辨率，创建对应精度的地图网格；
步骤2、读取并解析原始卫星数据，之后进行异常值过滤；
步骤3、将过滤好的数据根据经纬度填充至所述地图网格；
步骤4、对所述地图网格中空白值进行插值，从X方向、Y方向进行一维Akima插值，插值后再通过中值滤波对数据进行平滑处理；
步骤5、根据所述地图网格的宽高创建Image对象img1；
步骤6、根据第一设定算法将地图网格中的数据处理至0-255范围内；
步骤7、将处理后的数据存入Image对象img1对应像素点的RGB通道中，且设置R＝G＝B＝对应像素点的数据；
步骤8、将Image对象img1保存为图片，得到对应卫星数据的灰度图，并传输至WEB端；
步骤9、WEB端接收并存储所述灰度图，在WEB端创建一Image对象img2，并指定其图片路径为所述灰度图所在位置，之后再创建一个画布，将img1按像素写入画布；
步骤10、根据Image对象img2的宽高，创建对应宽高的二维数组arrs；
步骤11、通过画布的getImageData方法，并根据图片宽高遍历读取得到图片的所有像素信息，根据像素信息得到对应的RGB值，之后根据第二设定算法进行反推得到原始值，根据像素点的坐标位置填充至二维数组arrs对应的位置，所述二维数组arrs即为原始卫星数据。
所述第一设定算法为：(原始值*scaleVal)+addVal＝对应像素点的数据；
所述第二设定算法为：原始值＝(对应像素点的数据-addVal)/scaleVal；
所述scaleVal以及addVal为自定义值。
基于同一发明构思，本申请还提供了与实施例一中的方法对应的系统，详见实施例二。
实施例二
在本实施例中提供了一种系统，如图2所示，包括：
创建网格模块，根据原始卫星数据的分辨率，创建对应精度的地图网格；
读取过滤模块，读取并解析原始卫星数据，之后进行异常值过滤；
填充模块，将过滤好的数据根据经纬度填充至所述地图网格；
插值模块，对所述地图网格中空白值进行插值，从X方向、Y方向进行一维Akima插值，插值后再通过中值滤波对数据进行平滑处理；
创建Image模块，根据所述地图网格的宽高创建Image对象img1；
处理归整模块，根据第一设定算法将地图网格中的数据处理至0-255范围内；
存入Image模块，将处理后的数据存入Image对象img1对应像素点的RGB通道中，且设置R＝G＝B＝对应像素点的数据；
灰度图模块，将Image对象img1保存为图片，得到对应卫星数据的灰度图，并传输至WEB端；
画布模块，WEB端接收并存储所述灰度图，在WEB端创建一Image对象img2，并指定其图片路径为所述灰度图所在位置，之后再创建一个画布，将img1按像素写入画布；
创建数组模块，根据Image对象img2的宽高，创建对应宽高的二维数组arrs；
获取原始数据模块，通过画布的getImageData方法，并根据图片宽高遍历读取得到图片的所有像素信息，根据像素信息得到对应的RGB值，之后根据第二设定算法进行反推得到原始值，根据像素点的坐标位置填充至二维数组arrs对应的位置，所述二维数组arrs即为原始卫星数据。
所述第一设定算法为：(原始值*scaleVal)+addVal＝对应像素点的数据；
所述第二设定算法为：原始值＝(对应像素点的数据-addVal)/scaleVal；
所述scaleVal以及addVal为自定义值。
由于本发明实施例二所介绍的系统，为实施本发明实施例一的方法所采用的系统，故而基于本发明实施例一所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该系统的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本发明实施例一的方法所采用的系统都属于本发明所欲保护的范围。
基于同一发明构思，本申请提供了实施例一对应的电子设备实施例，详见实施例三。
实施例三
本实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，可以实现实施例一中任一实施方式。
由于本实施例所介绍的电子设备为实施本申请实施例一中方法所采用的设备，故而基于本申请实施例一中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中的方法所采用的设备，都属于本申请所欲保护的范围。
基于同一发明构思，本申请提供了实施例一对应的存储介质，详见实施例四。
实施例四
本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可以实现实施例一中任一实施方式。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (6)
1.一种海洋动力环境卫星数据的传输方法，其特征在于：包括：
步骤1、根据原始卫星数据的分辨率，创建对应精度的地图网格；
步骤2、读取并解析原始卫星数据，之后进行异常值过滤；
步骤3、将过滤好的数据根据经纬度填充至所述地图网格；
步骤4、对所述地图网格中空白值进行插值；
步骤5、根据所述地图网格的宽高创建Image对象img1；
步骤6、根据第一设定算法将地图网格中的数据处理至0-255范围内；
步骤7、将处理后的数据存入Image对象img1对应像素点的RGB通道中，且设置R=G=B=对应像素点的数据；
步骤8、将Image对象img1保存为图片，得到对应卫星数据的灰度图，并传输至WEB端；
步骤9、WEB端接收并存储所述灰度图，在WEB端创建一Image对象img2，并指定其图片路径为所述灰度图所在位置，之后再创建一个画布，将img1按像素写入画布；
步骤10、根据Image对象img2的宽高，创建对应宽高的二维数组arrs;
步骤11、通过画布的getImageData方法，并根据图片宽高遍历读取得到图片的所有像素信息，根据像素信息得到对应的RGB值，之后根据第二设定算法进行反推得到原始值，根据像素点的坐标位置填充至二维数组arrs对应的位置，所述二维数组arrs即为原始卫星数据；
所述第一设定算法为：（原始值*scaleVal）+ addVal=对应像素点的数据；
所述第二设定算法为：原始值=（对应像素点的数据- addVal）/ scaleVal；
所述scaleVal以及addVal为自定义值。
2.根据权利要求1所述的一种海洋动力环境卫星数据的传输方法，其特征在于：所述步骤4进一步具体为：对所述地图网格中空白值进行插值，从X方向、Y方向进行一维Akima插值，插值后再通过中值滤波对数据进行平滑处理。
3.一种海洋动力环境卫星数据的传输系统，其特征在于：包括：
创建网格模块，根据原始卫星数据的分辨率，创建对应精度的地图网格；
读取过滤模块，读取并解析原始卫星数据，之后进行异常值过滤；
填充模块，将过滤好的数据根据经纬度填充至所述地图网格；
插值模块，对所述地图网格中空白值进行插值；
创建Image模块，根据所述地图网格的宽高创建Image对象img1；
处理归整模块，根据第一设定算法将地图网格中的数据处理至0-255范围内；
存入Image模块，将处理后的数据存入Image对象img1对应像素点的RGB通道中，且设置R=G=B=对应像素点的数据；
灰度图模块，将Image对象img1保存为图片，得到对应卫星数据的灰度图，并传输至WEB端；
画布模块，WEB端接收并存储所述灰度图，在WEB端创建一Image对象img2，并指定其图片路径为所述灰度图所在位置，之后再创建一个画布，将img1按像素写入画布；
创建数组模块，根据Image对象img2的宽高，创建对应宽高的二维数组arrs;
获取原始数据模块，通过画布的getImageData方法，并根据图片宽高遍历读取得到图片的所有像素信息，根据像素信息得到对应的RGB值，之后根据第二设定算法进行反推得到原始值，根据像素点的坐标位置填充至二维数组arrs对应的位置，所述二维数组arrs即为原始卫星数据；
所述第一设定算法为：（原始值*scaleVal）+ addVal=对应像素点的数据；
所述第二设定算法为：原始值=（对应像素点的数据- addVal）/ scaleVal；
所述scaleVal以及addVal为自定义值。
4.根据权利要求3所述的一种海洋动力环境卫星数据的传输系统，其特征在于：所述插值模块进一步具体为：对所述地图网格中空白值进行插值，从X方向、Y方向进行一维Akima插值，插值后再通过中值滤波对数据进行平滑处理。
5.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至2任一项所述的方法。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至2任一项所述的方法。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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