CN111323780B - 一种基于连续色标微波辐射计产品复显方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于连续色标微波辐射计产品复显方法，包括以下步骤：S1，HSV颜色空间域确定N个离散色阶表示连续色条；S2，依据微波辐射计产品测量范围，确定每个产品的连续色标；S3，依据连续色标匹配出每个格点HSV值；S4，通过HSV转RGB算法，得到每个格点的RGB值，本发明涉及气象产品处理与显示技术领域。本发明在HSV颜色空间构建连续渐进的色标，通过映射方式得到RGB颜色空间值，生成气象产品伪彩图，而不是只在RGB颜色空间以非连续色标复显气象产品；同时，以连续渐进的色标复显微波辐射计反演的温度、相对湿度、水汽密度、液态水含量产品，达到其设备自带软件显示效果，实现了本地化，服务天气预报预警业务。

Description

一种基于连续色标微波辐射计产品复显方法及系统
技术领域
本发明涉及气象产品处理与显示领域，尤其涉及微波辐射计等高时空分辨率廓线产品处理与显示；具体为一种基于连续色标微波辐射计产品复显方法及系统。
背景技术
地基微波辐射计采用美国进口设备，可连续测量0-10km大气温度、相对湿度、水汽密度和液态含水量等剖面信息。其产品本地化复显成为其业务应用的基础性工作。目前为止，台站尚未有本地业务化系统支持微波辐射计产品复显，极大限制了微波辐射计获取的高时空分辨率数据产品业务化应用，存在观测与预报应用脱节的现象。
现有的气象产品复显技术，如天气雷达产品，都基于RGB颜色空间离散的、不连续的色标进行。无法在红至蓝色域内通过连续渐进方式表达出高时空分辨率数据的连续变化。更无法达到微波辐射计自带软件(美国)显示效果。一定程度上影响预报员科学判识和视觉感受。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于连续色标微波辐射计产品复显方法及系统，给气象数据处理工程师提供了一种新思路，在HSV颜色空间构建连续渐进的色标，通过映射方式得到RGB颜色空间值，生成气象产品伪彩图，而不是只在RGB颜色空间以非连续色标复显气象产品；同时，以连续渐进的色标复显微波辐射计反演的温度、相对湿度、水汽密度、液态水含量产品，达到其设备自带软件显示效果，实现了本地化，解决了台站实际需求，服务天气预报预警业务。。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于连续色标微波辐射计产品复显方法，包括以下步骤：
S1，HSV颜色空间域确定N个离散色阶表示连续色条；
S2，依据微波辐射计产品测量范围，确定每个产品的连续色标；
S3，依据连续色标匹配出每个格点HSV值；
S4，通过HSV转RGB算法，得到每个格点的RGB值。
优选的，所述S1中，在HSV颜色空间确定N个离散色阶表示连续色条具体为：将饱和度S固定，以减少变量；确定N的值后，色调H＝0°(红色)和H＝240°(蓝色)时，令两者色阶数相同(色阶数合计2M)，只变化明度V变量，其中，H＝0°时，饱和度V随着M递增。H＝240°时，饱和度V随着M递减；色调在(0°，240°)区间时，明度V保持不变；色调H值增加步长为240/(N-2M)(N至少为M的9倍)。
优选的，所述S2中，依据微波辐射计温度、相对湿度、水汽密度、液态含水量测量范围，建立阈值与N个色阶一对一关系，在HSV颜色空间构建每个产品的连续色标。
优选的，所述S3中，通过与阈值比对，匹配出每个格点的HSV值。
优选的，所述S4中，经HSV转RGB算法进行颜色空间映射，得到每个格点RGB值，完成每个产品复显，HSV转RGB算法，如下：
p＝V×(1-S)
q＝V×(1-f×S)
其中，(H,S,V)为HSV颜色空间定义的一个颜色值,(R,G,B)为RGB颜色空间对应的颜色值。
一种基于连续色标微波辐射计产品复显系统，包括：
数据解码模块，用于解码微波辐射计LV2级原始数据，剥离出温度、相对湿度、水汽密度、液态含水量等产品数据；
HSV转RGB模块，从HSV颜色空间值映射至RGB颜色空间，得到对应的RGB值；
产品显示模块，显示每个产品的伪彩图，并附加色标、坐标轴、名称、时间、备注等附属信息。
优选的，在Visual C++6.0开发平台下，生成基于连续色标微波辐射计产品复显系统。
与现有技术相比，本发明实现的有益效果：本发明通过HSV颜色空间域确定N个离散色阶表示连续色条，依据微波辐射计产品测量范围，确定每个产品的连续色标；通过每个产品每个格点与其连续色标阈值进行比对，匹配出每个格点HSV值；再通过HSV转RGB算法，得到每个格点的RGB值；并附加色标、坐标轴、名称、时间、备注等附属信息，形成温度、相对湿度、水汽密度、液态含水量4个产品伪彩图；改变了以往基于RGB颜色空间离散的、不连续的色标进行气象产品显示方式，如天气雷达产品；可在一定色域内以连续渐进方式表达出高时空分辨率数据的连续变化。
2、本发明在Visual C++6.0开发平台下，生成基于连续色标微波辐射计产品复显系统。在红至蓝色域内通过连续渐进方式表达出高时空分辨率微波辐射计数据产品的连续变化，达到微波辐射计自带软件显示效果，该系统实现了本地化，可供预报员实时使用，填补了台站空白，服务天气预报预警业务。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步详细说明本发明：
图1为本发明一种基于连续色标微波辐射计产品复显方法流程图；
图2为本发明一种基于连续色标微波辐射计产品复显系统流程图；
图3为本发明连续色标对比图；
图4为本发明温度-相对湿度-水汽密度产品组合伪彩图；
图5为本发明液态含水量产品伪彩图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供一种技术方案：一种基于连续色标微波辐射计产品复显方法，包括以下步骤：
S1，HSV颜色空间域确定N个离散色阶表示连续色条；
S2，依据微波辐射计产品测量范围，确定每个产品的连续色标；
S3，依据连续色标匹配出每个格点HSV值；
S4，通过HSV转RGB算法，得到每个格点的RGB值。
所述S1中，在HSV颜色空间确定N个离散色阶表示连续色条具体为：将饱和度S固定，以减少变量；确定N的值后，色调H＝0°(红色)和H＝240°(蓝色)时，令两者色阶数相同(色阶数合计2M)，只变化明度V变量，其中，H＝0°时，饱和度V随着M递增。H＝240°时，饱和度V随着M递减；色调在(0°，240°)区间时，明度V保持不变；色调H值增加步长为240/(N-2M)(N至少为M的9倍)。
所述S2中，依据微波辐射计温度、相对湿度、水汽密度、液态含水量测量范围，建立阈值与N个色阶一对一关系，在HSV颜色空间构建每个产品的连续色标。
所述S3中，通过与阈值比对，匹配出每个格点的HSV值。
所述S4中，经HSV转RGB算法进行颜色空间映射，得到每个格点RGB值，完成每个产品复显，HSV转RGB算法，如下：
p＝V×(1-S)
q＝V×(1-f×S)
其中，(H,S,V)为HSV颜色空间定义的一个颜色值,(R,G,B)为RGB颜色空间对应的颜色值。
一种基于连续色标微波辐射计产品复显系统，包括：
数据解码模块，用于解码微波辐射计LV2级原始数据，剥离出温度、相对湿度、水汽密度、液态含水量等产品数据；
HSV转RGB模块，从HSV颜色空间值映射至RGB颜色空间，得到对应的RGB值；
产品显示模块，显示每个产品的伪彩图，并附加色标、坐标轴、名称、时间、备注等附属信息。
在Visual C++6.0开发平台下，生成基于连续色标微波辐射计产品复显系统。
使用时，需要输入微波辐射计LV2级原始数据，按照图2流程，后台经数据解码、HSV转RGB、产品显示模块处理，可显示微波辐射计温度-相对湿度-水汽密度组合产品伪彩图(图5)和液态含水量产品伪彩图(图4)。
综上所述：该基于连续色标微波辐射计产品复显方法及系统，在HSV转RGB颜色空间算法支持下，以连续色标方式复显微波辐射计温度、相对湿度、水汽密度、液态含水量等产品，并以连续渐进的效果表达各产品连续的变化，达到设备自带软件效果(如图3)；并在Visal C++6.0平台下，开发可视化系统，支撑其数据产品由观测向预报业务应用纵向发展，既提高了本地台站业务能力，又服务了天气预报预警业务。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.一种基于连续色标微波辐射计产品复显方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，在HSV颜色空间域确定N个离散色阶表示连续色标；
S2，依据微波辐射计产品测量范围，确定每个产品的连续色标；
S3，依据连续色标匹配出每个格点HSV值；
S4，通过HSV转RGB算法，得到每个格点的RGB值；
所述S1中，在HSV颜色空间确定N个离散色阶表示连续色条具体为：将饱和度S固定，以减少变量；确定N的值后，色调H＝0°红色和H＝240°蓝色时，令两者色阶数相同，色阶数合计2M，只变化明度V变量，其中，H＝0°时，饱和度V随着M递增；H＝240°时，饱和度V随着M递减；色调在(0°，240°)区间时，明度V保持不变；色调H值增加步长为240/(N-2M)，N至少为M的9倍；
所述S2中，依据微波辐射计温度、相对湿度、水汽密度、液态含水量测量范围，建立阈值与N个色阶一对一关系，在HSV颜色空间构建每个产品的连续色标；
所述S3中，通过与阈值比对，匹配出每个格点的HSV值；
所述S4中，经HSV转RGB算法进行颜色空间映射，得到每个格点RGB值，完成每个产品复显，HSV转RGB算法，如下：
p＝V×(1-S)
q＝V×(1-f×S)
其中，(H,S,V)为HSV颜色空间定义的一个颜色值,(R,G,B)为RGB颜色空间对应的颜色值。
2.一种实现权利要求1所述的基于连续色标微波辐射计产品复显方法的系统，其特征在于，包括：
数据解码模块，用于解码微波辐射计LV2级原始数据，剥离出温度、相对湿度、水汽密度、液态含水量产品数据；
HSV转RGB模块，从HSV颜色空间值映射至RGB颜色空间，得到对应的RGB值；
产品显示模块，显示每个产品的伪彩图，并附加色标、坐标轴、名称、时间、备注附属信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于连续色标微波辐射计产品复显系统，其特征在于，在VisualC++6.0开发平台下，生成基于连续色标微波辐射计产品复显系统。
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