CN109360435A - 一种公路交通气象信息获取方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种公路交通气象信息获取方法及系统，包括：获取预设区域内的原始气象图像，并对原始气象图像进行投影变换或仿射变换得到第一栅格图像；对第一栅格图像中的每个栅格进行数值反演，得到第二栅格图像；将第二栅格图像与所述预设区域内的路网矢量数据相叠加，得到带有气象信息的路网矢量数据，即得到公路交通气象信息。通过对原始气象图像进行投影转换和数值反演得到第二栅格图像，将第二栅格图像与预设区域内的路网矢量数据相叠加得到带有气象信息的路网矢量数据，即得到公路交通气象信息。该方法获取的气象信息能够满足公路交通管理的精度需求，且能够按照行业管理所用的路网模型进行关联并以数值的形式进行存储。
Description
技术领域
本发明实施例涉及交通气象信息显示技术领域，更具体地，涉及一种公路交通气象信息获取方法及系统。
背景技术
近年来，极端恶劣的天气呈现易发、多发、并发的趋势，对区域范围内的路网运行安全造成了越来越大的影响。这些灾害天气具有突发性，往往让人措手不及，而灾害性天气的发生，是不能阻止的。恶劣的天气条件与交通事故的发生密切相关。恶劣天气不但造成了气象条件的不利，而且其突发性常让人的心理和技术操作受到不良影响，从而带来交通事故。车流量大的路段遇到恶劣天气，交通问题表现非常突出，成为事故多发的诱因之一。据有关部门统计，交通事故中有近30％的是在恶劣天气中发生的。而恶劣天气的影响，往往是大范围地影响路网安全运行，这就迫切需要及时了解气象信息，同时需要掌握恶劣天气对交通路网的影响。
系统建设中交通气象信息的获取一般有两个来源，一个是通过交通气象站点的监测，一个是与气象部门协调数据。交通气象站点的监测布设密度一般比较稀疏，而气象灾害在空间分布是连续的，因此难以在空间范围上看出分布趋势。与气象部门协调数据存在着协调困难，且获取的数据往往是图片这类非结构化的数据，难以利用。
通常情况下，为获取交通气象信息，一般都是采用浏览互联网上气象图片的方法。更进一步的方法是采集相应地址上的PNG图、GIF图和BMP图等。为了看出极端气象如暴雨中心的发展趋势，一般还需要按照时间顺序进行播放。采集的方法通常是通过HTTP协议或FTP协议下载到本地，并在本地建立以时间为分类的文件夹，并在文件夹中建立以时间戳为排序关键字的图片。即建立以时间为顺序关键的文件存储。然后开发基于浏览器的播放控件，对相关的气象图片进行播放。
上述方法中只能浏览较大范围的气象信息，即宏观和中观的气象信息，而公路交通的管理范围一般为道路两侧各500米左右，上述方法获取的气象信息无法满足公路交通管理需求；另外，上述方法获取的气象信息也无法按照行业管理所用的路网模型进行关联并以数值的形式进行存储。
发明内容
本发明实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的公路交通气象信息获取方法及系统。
第一方面本发明实施例提供了一种公路交通气象信息获取方法，包括：
获取预设区域内的原始气象图像，并对所述原始气象图像进行投影变换或仿射变换得到第一栅格图像；
对所述第一栅格图像中的每个栅格进行数值反演，得到第二栅格图像；
将所述第二栅格图像与所述预设区域内的路网矢量数据相叠加，得到带有气象信息的路网矢量数据，即得到公路交通气象信息。
另一方面本发明实施例提供了一种公路交通气象信息获取系统，包括：
投影变换模块，用于获取预设区域内的原始气象图像，并对所述原始气象图像进行投影变换或仿射变换得到第一栅格图像；
数值反演模块，用于对所述第一栅格图像中的每个栅格进行数值反演，得到第二栅格图像；
叠加模块，用于将所述第二栅格图像与所述预设区域内的路网矢量数据相叠加，得到带有气象信息的路网矢量数据，即得到公路交通气象信息。
第三方面本发明实施例提供了包括处理器、通信接口、存储器和总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过总线完成相互间的通信，处理器可以调用存储器中的逻辑指令，以执行第一方面提供的公路交通气象信息获取方法。
第四方面本发明实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行第一方面提供的公路交通气象信息获取方法。
本发明实施例提供的一种公路交通气象信息获取方法及系统，通过对原始气象图像进行投影转换和数值反演得到第二栅格图像，将第二栅格图像与预设区域内的路网矢量数据相叠加得到带有气象信息的路网矢量数据，即得到公路交通气象信息。该方法获取的气象信息能够满足公路交通管理的精度需求，且能够按照行业管理所用的路网模型进行关联并以数值的形式进行存储。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种公路交通气象信息获取方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种公路交通气象信息获取系统的结构框图；
图3为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种公路交通气象信息获取方法的流程图，如图所示，包括：
S101，获取预设区域内的原始气象图像，并对所述原始气象图像进行投影变换或仿射变换得到第一栅格图像；
S102，对所述第一栅格图像中的每个栅格进行数值反演，得到第二栅格图像；
S103，将所述第二栅格图像与所述预设区域内的路网矢量数据相叠加，得到带有气象信息的路网矢量数据，即得到公路交通气象信息。
其中，在步骤S101中，原始气象图像一般为面状气象资源，例如能见度图、气象云图、雷达图或降水量图等。由于原始气象图像的坐标系和后续需与之融合的矢量数据的坐标系存在差异，故需要对原始气象图进行投影变化或仿射变换，以使原始气象图像与后续须臾之融合的矢量数据的坐标系相一致。
在步骤S102中，步骤S101中得到的第一栅格图中气象信息使用颜色来表示的，虽然便于观看，但无法每一像素点的气象信息进行准确度量，故需要根据第一栅格图中的颜色信息反演出对应的数值。
在步骤S103中，在前两个步骤中已经原始气象图像进行了投影转换以及数值反演，得到的第二栅格图像能够与适量数据相融合，故为了得到公路的气象信息，需将路网适量数据与第二栅格图像向叠加。
具体地，获取待预设区域的原始气象图像后，对其进行投影转换和数值反演得到第二栅格图像，将第二栅格图像与预设区域内的路网矢量数据相叠加得到带有气象信息的路网矢量数据，即得到公路交通气象信息。在得到预设区域内的公路交通气象信息后，还可以实现对带有气象信息的路网适量数据的显示、空间分析以及数据挖掘等。
地图显示时，用户通过图层控制请求处理后气象PNG图片，该图片可叠加至地图上。用户可以调整该PNG图片的透明度，也可以多层叠加各种专题图。
同时，可以以播放控制(如播放、停止、上一帧、下一帧、拖动帧、配置播放间隔)的方式顺序播放，这样可以看出气象如暴雨中心的发展趋势。
也可以查询地图上任意一点的值，如雷达回波的dB数值。
空间分析阶段，处理后的气象数据，可以进行更进一步的分析。如雷达图可以与路网进行叠加分析，获得气象对路网的影响。叠加的结果重点关注几何数据，并进行分类汇总。影响的结果先汇总显示，再明细列出相关的路段、沿线设施和其他关联的内容。
叠加分析时如使用ArcGIS Server端的GP分析实现时较为简便。
针对每种类型的分析请求调用对应的GP模型，所有的GP服务都为异步执行，这样不影响应用程序的其他功能。对于不同类型的气象图分析只要更改相应的气象图数据源即可。
数据挖掘，可以利用多年的气象数据，可以进行更进一步的空间数据挖掘。即抽取没有清楚表现出来的隐含的知识和空间关系，并发现其中有用的特征和模式的理论、方法和技术。如预测短时间内的危险路段，为公路交通应急给出“提前量”和事前预警。又如找出气象条件与高边坡地质灾害、交通黑点等的定量关系。
本发明实施例提供的一种公路交通气象信息获取方法，通过对原始气象图像进行投影转换和数值反演得到第二栅格图像，将第二栅格图像与预设区域内的路网矢量数据相叠加得到带有气象信息的路网矢量数据，即得到公路交通气象信息。该方法获取的气象信息能够满足公路交通管理的精度需求，且能够按照行业管理所用的路网模型进行关联并以数值的形式进行存储。
在上述实施例中，所述获取预设区域内的原始气象图像，具体包括：
每隔预设时间段从互联网上抓取所述预设区域内的所述原始气象图像。
具体地，从互联网获取的相关气象数据，一般都是些面状数据如雷达图、能见度图、温度图，获取的大多为JPG、PNG、BMP等成果类型的文件，而没有基数据。本发明实施了着重说明由面状气象数据获取气象信息的过程，在实践中采集到的气象数据还包括但不限于线状、点状和其他气象资源，如表1所示。
气象数据来源一般采用中国气象局在互联网的公开数据。同时，可以使用其他的数据来源，如美国国家气象局、日本国土交通省气象厅等国外气象机构在互联网公开的气象数据源作为辅助的数据来源，也可以使用国内其他部门发布的气象数据如各省水利厅互联网公开发布的雨量和水文数据。
数据采集的方式由系统定时器定时(一般为1小时)从相关网站图片的URL处进行获取。考虑到这些网站会有一定的更新周期，因此该URL地址可由用户进行配置管理。
表1
在上述实施例中，所述对所述原始气象图像进行投影变换或仿射变换得到第一栅格图像，具体包括：
若判断获知所述原始气象图像的坐标系未知，则对所述原始气象图像进行仿射变换得到所述第一栅格图像；若判断获知所述原始气象图像的坐标系已知，则采用已知的投影变换参数对所述原始气象图像进行投影变换得到所述第一栅格图像。
具体地，由于原始气象图像与电子地图的坐标系往往是不同的，所以需要对原始气象图像进行投影变换，以便其与电子地图进行叠加。
通常情况下分为两种情况，一种为已知气象图片的投影，这样仅需使用投影变换的参数即可转换，如高斯克吕格投影转换为横轴墨卡托投影。另一种为原生资源的坐标系不可知，将采用仿射变换的方法进行转换，需要找到大致平均分布的若干控制点。在应用实践中，一般是以约3～5个特殊关键点(如城市驻地)作为控制点，能获得相应的仿射变换参数。在程序运行过程中自动加载配置信息，并按特征点的多少选择使用不同仿射变换公式来配准相应的矢量地图。
在上述实施例中，所述若判断获知所述原始气象图像的坐标系未知，则对所述原始气象图像进行仿射变换得到所述第一栅格图像，进一步包括：
获取仿射变换过程中的多个控制点，并根据所述多个控制点获取所述仿射变换的仿射变换参数；
根据所述仿射变换参数对所述原始气象图像进行仿射变换得到所述第一栅格图像。
具体地，通过ArcGIS相关操作找出相应的控制点，可以得到原始气象图像与矢量地图的仿射变换参数。
需要注意的是，由于原生资源的坐标系往往是不可知的，这就需要找到大致平均分布的若干控制点。在应用实践中，一般是以约3～5个特殊关键点作为控制点，就能获得相应的仿射变换参数。
在上述实施例中，所述对所述第一栅格图像中的每个栅格进行数值反演，得到第二栅格图像，具体包括：
对于每个栅格中的任一像素点，获取所述任一像素点的RGB值；
将所述任一像素点的RGB值与第一预设图例集中的每个第一图例的RGB值相比较，获取与所述任一像素点的RGB值最接近的第一图例；
若判断获知所述第一图例的RGB值与所述任一像素点的RGB值的差值在预设范围内，则将所述第一图例对应的数值赋予所述任一像素点。
在上述实施例中，在所述对所述第一栅格图像中的每个栅格进行数值反演，得到第二栅格图像之前，还包括：
去除所述第一栅格图像中的杂色。
具体地，第一栅格图像上往往有行政区划边界、标题和其他杂色，这些都不是所需要的数据，则需要对第一栅格图像进行透明化处理，以便能够叠加在矢量地图上。
在上述实施例中，所述去除所述第一栅格图像中的杂色，具体包括：
对于每个栅格中的任一像素点，获取所述任一像素点的RGB值；
将所述任一像素点的RGB值与第二预设图例集中的每个第二图例的RGB值相比较；
若判断获知没有与所述任一像素点的RGB值相等的第二图例，则对所述任一像素点进行透明化处理。
具体地，遍历第一栅格图片所有像素点，若某一像素点的RGB值不在第二预设图例集中所有第二预设图例对应的RGB值中，则去除该像素点，透明化相关图片，即去除行政区划边界、标题和其他杂色。
图2为本发明实施例提供的一种公路交通气象信息获取系统的结构框图，如图2所示，包括：投影变换模块201、数值反演模块202及叠加模块203。其中：
投影变换模块201用于获取预设区域内的原始气象图像，并对所述原始气象图像进行投影变换或仿射变换得到第一栅格图像。数值反演模块202用于对所述第一栅格图像中的每个栅格进行数值反演，得到第二栅格图像。叠加模块203用于将所述第二栅格图像与所述预设区域内的路网矢量数据相叠加，得到带有气象信息的路网矢量数据，即得到公路交通气象信息。
本发明实施例提供的一种公路交通气象信息获取系统，通过对原始气象图像进行投影转换和数值反演得到第二栅格图像，将第二栅格图像与预设区域内的路网矢量数据相叠加得到带有气象信息的路网矢量数据，即得到公路交通气象信息。该方法获取的气象信息能够满足公路交通管理的精度需求，且能够按照行业管理所用的路网模型进行关联并以数值的形式进行存储。
在上述实施例中，投影变换模块201具体用于每隔预设时间段从互联网上抓取所述预设区域内的所述原始气象图像。
在上述实施例中，投影模块201进一步用于若判断获知所述原始气象图像的坐标系未知，则对所述原始气象图像进行仿射变换得到所述第一栅格图像；若判断获知所述原始气象图像的坐标系已知，则采用已知的投影变换参数对所述原始气象图像进行投影变换得到所述第一栅格图像。
在上述实施例中，投影模块201包括仿射变换模块，具体用于：
获取仿射变换过程中的多个控制点，并根据所述多个控制点获取所述仿射变换的仿射变换参数；
根据所述仿射变换参数对所述原始气象图像进行仿射变换得到所述第一栅格图像。
在上述实施例中，数值反演模块202具体用于：
对于每个栅格中的任一像素点，获取所述任一像素点的RGB值；
将所述任一像素点的RGB值与第一预设图例集中的每个第一图例的RGB值相比较，获取与所述任一像素点的RGB值最接近的第一图例；
若判断获知所述第一图例的RGB值与所述任一像素点的RGB值的差值在预设范围内，则将所述第一图例对应的数值赋予所述任一像素点。
在上述实施例中，还包括去噪模块，用于在所述对所述第一栅格图像中的每个栅格进行数值反演，得到第二栅格图像之前，去除所述第一栅格图像中的杂色。
在上述实施例中，去噪模块具体用于：
对于每个栅格中的任一像素点，获取所述任一像素点的RGB值；
将所述任一像素点的RGB值与第二预设图例集中的每个第二图例的RGB值相比较；
若判断获知没有与所述任一像素点的RGB值相等的第二图例，则对所述任一像素点进行透明化处理。
图3为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图3所示，电子设备包括：处理器(processor)301、通信接口(Communications Interface)302、存储器(memory)303和总线304，其中，处理器301，通信接口302，存储器303通过总线304完成相互间的通信。处理器301可以调用存储器303中的逻辑指令，以执行如下方法，例如包括：获取预设区域内的原始气象图像，并对所述原始气象图像进行投影变换得到第一栅格图像；对所述第一栅格图像中的每个栅格进行数值反演，得到第二栅格图像；将所述第二栅格图像与所述预设区域内的路网矢量数据相叠加，得到带有气象信息的路网矢量数据，即得到公路交通气象信息。
上述的存储器302中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取预设区域内的原始气象图像，并对所述原始气象图像进行投影变换得到第一栅格图像；对所述第一栅格图像中的每个栅格进行数值反演，得到第二栅格图像；将所述第二栅格图像与所述预设区域内的路网矢量数据相叠加，得到带有气象信息的路网矢量数据，即得到公路交通气象信息。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的通信设备等实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种公路交通气象信息获取方法，其特征在于，包括：
获取预设区域内的原始气象图像，并对所述原始气象图像进行投影变换或仿射变换得到第一栅格图像；
对所述第一栅格图像中的每个栅格进行数值反演，得到第二栅格图像；
将所述第二栅格图像与所述预设区域内的路网矢量数据相叠加，得到带有气象信息的路网矢量数据，即得到公路交通气象信息。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述获取预设区域内的原始气象图像，具体包括：
每隔预设时间段从互联网上抓取所述预设区域内的所述原始气象图像。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述对所述原始气象图像进行投影变换或仿射变换得到第一栅格图像，具体包括：
若判断获知所述原始气象图像的坐标系未知，则对所述原始气象图像进行仿射变换得到所述第一栅格图像；若判断获知所述原始气象图像的坐标系已知，则采用已知的投影变换参数对所述原始气象图像进行投影变换得到所述第一栅格图像。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述若判断获知所述原始气象图像的坐标系未知，则对所述原始气象图像进行仿射变换得到所述第一栅格图像，进一步包括：
获取仿射变换过程中的多个控制点，并根据所述多个控制点获取所述仿射变换的仿射变换参数；
根据所述仿射变换参数对所述原始气象图像进行仿射变换得到所述第一栅格图像。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述对所述第一栅格图像中的每个栅格进行数值反演，得到第二栅格图像，具体包括：
对于每个栅格中的任一像素点，获取所述任一像素点的RGB值；
将所述任一像素点的RGB值与第一预设图例集中的每个第一图例的RGB值相比较，获取与所述任一像素点的RGB值最接近的第一图例；
若判断获知所述第一图例的RGB值与所述任一像素点的RGB值的差值在预设范围内，则将所述第一图例对应的数值赋予所述任一像素点。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述对所述第一栅格图像中的每个栅格进行数值反演，得到第二栅格图像之前，还包括：
去除所述第一栅格图像中的杂色。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述去除所述第一栅格图像中的杂色，具体包括：
对于每个栅格中的任一像素点，获取所述任一像素点的RGB值；
将所述任一像素点的RGB值与第二预设图例集中的每个第二图例的RGB值相比较；
若判断获知没有与所述任一像素点的RGB值相等的第二图例，则对所述任一像素点进行透明化处理。
8.一种公路交通气象信息获取系统，其特征在于，包括：
投影变换模块，用于获取预设区域内的原始气象图像，并对所述原始气象图像进行投影变换或仿射变换得到第一栅格图像；
数值反演模块，用于对所述第一栅格图像中的每个栅格进行数值反演，得到第二栅格图像；
叠加模块，用于将所述第二栅格图像与所述预设区域内的路网矢量数据相叠加，得到带有气象信息的路网矢量数据，即得到公路交通气象信息。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过总线完成相互间的通信，处理器可以调用存储器中的逻辑指令，以执行如权利要求1至7任一项所述的公路交通气象信息获取方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至7任一项所述的公路交通气象信息获取方法。
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