CN111429542A - 一种矢量等值线色斑图生成方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矢量等值线色斑图生成方法、装置及存储介质，方法包括获取预设区域内各站点的原始数据，并将所述原始数据中的地理坐标转化为屏幕坐标；基于所述预设区域，对所述预设区域内所有站点的屏幕坐标进行空间插值计算，得到满足预设条件的插值结果；将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图。本发明旨在运用反距离加权插值算法对任意地图区域范围进行距离加权平均，获取同等属性区域，并采用d3‑contour工具渲染和绘制，得到高准确性、高质量的等值线色斑图，降低成本，满足不同需求，方便用户。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种矢量等值线色斑图生成方法、装置及存储介质。
背景技术
在气象分析展示中需要运用到等值线色斑图。然而现有技术中呈现的等值线色斑图存在以下缺陷：一是色标卡不能自定义，需要通过专业人员修改源码，增加人力成本；二是插值效果差，整个色斑图呈现锯齿状，呈现的等值线色斑图的数据准确性低，与实际数据相差较大。
因此，现有技术还有待发展和改进。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中等值线色斑图展示效果差、且误差大的技术问题，提供一种矢量等值线色斑图生成方法、装置及存储介质，旨在集成d3-contour和map，运用反距离加权插值算法IDW(Inverse Distance Weighted)对任意地图map区域范围进行距离加权平均，获取同等属性(如等雨量、等密度)区域，并采用d3-contour工具渲染和绘制，得到高准确性、高质量的等值线色斑图，降低成本，满足不同需求，方便用户。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种矢量等值线色斑图生成方法，所述矢量等值线色斑图生成方法包括以下步骤：
获取预设区域内各站点的原始数据，并将所述原始数据中的地理坐标转化为屏幕坐标；
基于所述预设区域，对所述预设区域内所有站点的屏幕坐标进行空间插值计算，得到满足预设条件的插值结果；
将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图。
所述的矢量等值线色斑图生成方法，其中，所述原始数据包括每个站点的地理坐标和所述站点的观测值，其数据结构为(经度值，纬度值，观测值)。
所述的矢量等值线色斑图生成方法，其中，所述获取预设区域内各站点的原始数据，并将所述原始数据中的地理坐标转化为屏幕坐标具体包括：
通过定位设备获取预设区域内各站点的地理坐标以及每个站点的观测值；
获取屏幕尺寸大小，以屏幕左上角原点的位置为中心建立坐标系，计算每个站点的地理坐标在当前视图所在的屏幕坐标。
所述的矢量等值线色斑图生成方法，其中，所述获取屏幕尺寸大小，以屏幕左上角原点的位置为中心建立坐标系，计算每个站点的地理坐标在当前视图所在的屏幕坐标具体包括：
获取屏幕的宽值和高值，并以屏幕左上角原点的位置为中心建立坐标系；
获取预设区域范围，计算预设区域范围内最东边界与最西边界的第一距离差值以及最南边界与最北边界的第二距离差值；
基于所述第一距离差值以及屏幕的宽值，计算预设区域内任意站点经度上的第一分辨率以及基于所述第二距离差值以及屏幕的高值，计算预设区域内任意站点纬度上的第二分辨率；
获取任意站点的地理坐标，预设区域最西站点的经度值与该站点坐标的经度值的差值与第一分辨率的乘积，得到该站点在屏幕上的横坐标；
预设区域最北站点的纬度值与该站点坐标的纬度值的差值与第二分辨率的乘积，得到该站点在屏幕上的纵坐标。
所述的矢量等值线色斑图生成方法，其中，所述基于所述预设区域，对所述预设区域内所有站点的屏幕坐标进行空间插值计算，得到满足预设条件的插值结果具体包括：
将预设区域划分为若干采样区域；
针对若干采样区域内的每一个采样区域，基于预设条件下对所述采样区域内所有站点的屏幕坐标进行反距离加权插值计算，得到插值结果。
所述的矢量等值线色斑图生成方法，其中，所述将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图具体包括：
获取所有的插值结果；
将所有的插值结果输入至d3-contour绘图工具中进行绘制和渲染，得到预设区域内的矢量等值线色斑图。
所述的矢量等值线色斑图生成方法，其中，所述将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图之后包括：
所述矢量等值线色斑图显示在所述屏幕。
本发明还提供一种矢量等值线色斑图生成装置，其中，所述装置包括：
坐标转化模块，用于获取预设区域内各站点的原始数据，并将所述原始数据中的地理坐标转化为屏幕坐标；
插值计算模块，用于基于所述预设区域，对所述预设区域内所有站点的屏幕坐标进行空间插值计算，得到满足预设条件的插值结果；
绘图模块，用于将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图。
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述的矢量等值线色斑图生成方法的步骤。
本发明还提供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，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的矢量等值线色斑图生成方法的步骤。
有益效果：
相对于现有技术，本发明提供了一种矢量等值线色斑图生成方法、装置及存储介质，方法包括获取预设区域内各站点的原始数据，并将所述原始数据中的地理坐标转化为屏幕坐标；基于所述预设区域，对所述预设区域内所有站点的屏幕坐标进行空间插值计算，得到满足预设条件的插值结果；将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图。本发明旨在运用反距离加权插值算法对任意地图区域范围进行距离加权平均，获取同等属性(如等雨量、等密度)区域，并采用d3-contour工具渲染和绘制，得到高准确性、高质量的等值线色斑图，降低成本，满足不同需求，方便用户。
附图说明
图1为本发明提供的一种矢量等值线色斑图生成方法的流程图。
图2为本发明实施例中一种矢量等值线色斑图生成装置的结构示意图。
图3为本发明实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1是本发明提供的一种矢量等值线色斑图生成方法的流程图，应该说明的是，本发明实施方式的矢量等值线色斑图生成方法并不限于图1所示的流程图中的步骤及顺序，根据不同的需求，流程图中的步骤可以增加、移除或者改变顺序。
如图1所示，本发明提供的矢量等值线色斑图生成方法包括以下步骤：
S10、获取预设区域内各站点的原始数据，并将所述原始数据中的地理坐标转化为屏幕坐标。
在本发明实施例中，所述预设区域指的是用户预先设置待生成矢量等值线色斑图的地图map上某一区域。例如在气象中显示整个中国地区当天降雨量图。所述原始数据指的是预设区域内各站点所在地图上的地理坐标以及该站点的观测值。这里的观测值可以是测量值，如某站点的雨量值。该观测值是已知值。此时，所述原始数据包括每个站点的地理坐标和所述站点的观测值，其数据结构为(经度值，纬度值，观测值)，用(x0，y0，z0)表示原始数据。
具体地，所述获取预设区域内各站点的原始数据，并将所述原始数据中的地理坐标转化为屏幕坐标具体包括：
S11，通过定位设备获取预设区域内各站点的地理坐标以及每个站点的观测值；
S12，获取屏幕尺寸大小，以屏幕左上角原点的位置为中心建立坐标系，计算每个站点的地理坐标在当前视图所在的屏幕坐标。
上述定位设备指的是能够获取站点地理位置的设备，如雷达、GPRS等设备。其中，所述获取屏幕尺寸大小，以屏幕左上角原点的位置为中心建立坐标系，计算每个站点的地理坐标在当前视图所在的屏幕坐标具体包括：
S121，获取屏幕的宽值和高值，并以屏幕左上角原点的位置为中心建立坐标系；
S122，获取预设区域范围，计算预设区域范围内最东边界与最西边界的第一距离差值以及最南边界与最北边界的第二距离差值；
S123，基于所述第一距离差值以及屏幕的宽值，计算预设区域内任意站点经度上的第一分辨率以及及基于所述第二距离差值以及屏幕的高值，计算预设区域内任意站点纬度上的第二分辨率；
S124，获取任意站点的地理坐标，预设区域最西站点的经度值与该站点坐标的经度值的差值与第一分辨率的乘积，得到该站点在屏幕上的横坐标；
S125，预设区域最北站点的纬度值与该站点坐标的纬度值的差值与第二分辨率的乘积，得到该站点在屏幕上的纵坐标。
具体地，以屏幕左上角原点中心建立直角坐标系，x轴、y轴、z轴。x轴指的是水平方向，即屏宽方向、地图东西方向，y轴指的是垂直方向，即屏高方向、地图南北方向。
下面以求取预设区域内任意站点经度x0在屏幕上x坐标，对步骤S121-125详细说明，以便于理解。
获取预设区域范围左右边界经度坐标值以及待计算站点的经度坐标x0，其中，左右边界指的是该预设区域范围内最东边界站点与最西边界站点，然后计算最西边界站点(其经度值left)到最东边界站点(其经度值right)的第一距离差值，即第一距离差值＝right-left。然后获取屏幕的宽值width，计算站点转化为在屏幕上x轴方向上的分辨率xscale＝(right-left)/width，然后计算该站点在屏幕上坐标x＝(left-x0)*xscale。
当然，求取预设区域内任意站点纬度y0在屏幕上y坐标的原理与求取预设区域内任意站点经度x0在屏幕上x坐标的原理相同，故不在此赘述。
S20、基于所述预设区域，对所述预设区域内所有站点的屏幕坐标进行空间插值计算，得到满足预设条件的插值结果。
本发明实施例中，采用的空间插值算法为IDW算法。该算法，操作简便，它以插值点与样本点间的距离为权重进行加权平均，离插值点越近的样本点赋予的权重越大，其通过对邻近区域的每个采样点值平均运算获得内插单元。
具体地，所述基于所述预设区域，对所述预设区域内所有站点的屏幕坐标进行空间插值计算，得到满足预设条件的插值结果具体包括：
S21，将预设区域划分为若干采样区域；
S22，针对若干采样区域内的每一个采样区域，基于预设条件下对所述采样区域内所有站点的屏幕坐标进行反距离加权插值计算，得到插值结果。
即获取待进行IDW算法(称为反距离加权插值)的采样区域。可将预设区域划分为一个或多个采样区域。每个采样区域内的任意站点的原始数据值是已知的。该预设条件指的是限制该算法计算的条件、范围，根据用户的需要进行设定。如选择河流、湖泊、水库等中断线文件，限制插值计算。该插值结果是若干采样区域符合预设条件和满足用户需求的站点集(也称为像素点)集合，剔除了在采样区域内局部表面变化不均匀、变化大的站点，使得保留的站点集连线所形成的区域图平滑，密度均匀，与实际地理数据更吻合。
S30、将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图。
在本实施例中，所述绘制工具采用d3-contour绘图工具。该D3-Contour能非常容易地创建基于直观或者抽象的图表的可视化数据，以便兼容于各大浏览器，使得其展示效果达到最佳。
具体地，所述将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图具体包括：
S31，获取所有的插值结果；
S32，将所有的插值结果输入至d3-contour绘图工具中进行绘制和渲染，得到预设区域内的矢量等值线色斑图。
即获取步骤S20得到的包含各站点集的插值结果。将所有的插值结果输入至d3-contour绘图工具中进行绘制和颜色渲染，得到预设区域内不同色斑的矢量等值线色斑图。这样前端可以使用任意api来解析绘制，使用上更方便，无需非gis专业开发者进行像素与地理坐标转换换算。
这样，采用IDW算法和d3-contour工具渲染和绘制，得到高准确性、高质量的等值线色斑图，降低成本，满足不同需求，方便用户。
进一步地，将所述矢量等值线色斑图显示在所述屏幕上。
在一个实施例中，本发明提供了一种矢量等值线色斑图生成装置，如图2所示，所述装置包括：
坐标转化模块41，用于获取预设区域内各站点的原始数据，并将所述原始数据中的地理坐标转化为屏幕坐标；
插值计算模块42，用于基于所述预设区域，对所述预设区域内所有站点的屏幕坐标进行空间插值计算，得到满足预设条件的插值结果；
绘图模块43，用于将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图；具体如上所述。
在一个实施例中，本发明提供了一种计算机设备，该设备可以是终端，内部结构如图3所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种矢量等值线色斑图生成方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图3所示的仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取预设区域内各站点的原始数据，并将所述原始数据中的地理坐标转化为屏幕坐标；
基于所述预设区域，对所述预设区域内所有站点的屏幕坐标进行空间插值计算，得到满足预设条件的插值结果；
将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图。
所述的矢量等值线色斑图生成方法，其中，所述原始数据包括每个站点的地理坐标和所述站点的观测值，其数据结构为(经度值，纬度值，观测值)。
所述的矢量等值线色斑图生成方法，其中，所述获取预设区域内各站点的原始数据，并将所述原始数据中的地理坐标转化为屏幕坐标具体包括：
通过定位设备获取预设区域内各站点的地理坐标以及每个站点的观测值；
获取屏幕尺寸大小，以屏幕左上角原点的位置为中心建立坐标系，计算每个站点的地理坐标在当前视图所在的屏幕坐标。
所述的矢量等值线色斑图生成方法，其中，所述获取屏幕尺寸大小，以屏幕左上角原点的位置为中心建立坐标系，计算每个站点的地理坐标在当前视图所在的屏幕坐标具体包括：
获取屏幕的宽值和高值，并以屏幕左上角原点的位置为中心建立坐标系；
获取预设区域范围，计算预设区域范围内最东边界与最西边界的第一距离差值以及最南边界与最北边界的第二距离差值；
基于所述第一距离差值以及屏幕的宽值，计算预设区域内任意站点经度上的第一分辨率以及基于所述第二距离差值以及屏幕的高值，计算预设区域内任意站点纬度上的第二分辨率；
获取任意站点的地理坐标，预设区域最西站点的经度值与该站点坐标的经度值的差值与第一分辨率的乘积，得到该站点在屏幕上的横坐标；
预设区域最北站点的纬度值与该站点坐标的纬度值的差值与第二分辨率的乘积，得到该站点在屏幕上的纵坐标。
所述的矢量等值线色斑图生成方法，其中，所述基于所述预设区域，对所述预设区域内所有站点的屏幕坐标进行空间插值计算，得到满足预设条件的插值结果具体包括：
将预设区域划分为若干采样区域；
针对若干采样区域内的每一个采样区域，基于预设条件下对所述采样区域内所有站点的屏幕坐标进行反距离加权插值计算，得到插值结果。
所述的矢量等值线色斑图生成方法，其中，所述将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图具体包括：
获取所有的插值结果；
将所有的插值结果输入至d3-contour绘图工具中进行绘制和渲染，得到预设区域内的矢量等值线色斑图。
所述的矢量等值线色斑图生成方法，其中，所述将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图之后包括：
所述矢量等值线色斑图显示在所述屏幕；具体如上所述。
综上所述，与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：
本发明的一种矢量等值线色斑图生成方法、装置及存储介质，方法包括获取预设区域内各站点的原始数据，并将所述原始数据中的地理坐标转化为屏幕坐标；基于所述预设区域，对所述预设区域内所有站点的屏幕坐标进行空间插值计算，得到满足预设条件的插值结果；将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图。本发明旨在运用反距离加权插值算法对任意地图区域范围进行距离加权平均，获取同等属性(如等雨量、等密度)区域，并采用d3-contour工具渲染和绘制，得到高准确性、高质量的等值线色斑图，降低成本，满足不同需求，方便用户。
当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器，控制器等)来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种矢量等值线色斑图生成方法，其特征在于，所述矢量等值线色斑图生成方法包括以下步骤：
获取预设区域内各站点的原始数据，并将所述原始数据中的地理坐标转化为屏幕坐标；
基于所述预设区域，对所述预设区域内所有站点的屏幕坐标进行空间插值计算，得到满足预设条件的插值结果；
将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图。
2.根据权利要求1所述的矢量等值线色斑图生成方法，其特征在于，所述原始数据包括每个站点的地理坐标和所述站点的观测值，其数据结构为(经度值，纬度值，观测值)。
3.根据权利要求2所述的矢量等值线色斑图生成方法，其特征在于，所述获取预设区域内各站点的原始数据，并将所述原始数据中的地理坐标转化为屏幕坐标具体包括：
通过定位设备获取预设区域内各站点的地理坐标以及每个站点的观测值；
获取屏幕尺寸大小，以屏幕左上角原点的位置为中心建立坐标系，计算每个站点的地理坐标在当前视图所在的屏幕坐标。
4.根据权利要求3所述的矢量等值线色斑图生成方法，其特征在于，所述获取屏幕尺寸大小，以屏幕左上角原点的位置为中心建立坐标系，计算每个站点的地理坐标在当前视图所在的屏幕坐标具体包括：
获取屏幕的宽值和高值，并以屏幕左上角原点的位置为中心建立坐标系；
获取预设区域范围，计算预设区域范围内最东边界与最西边界的第一距离差值以及最南边界与最北边界的第二距离差值；
基于所述第一距离差值以及屏幕的宽值，计算预设区域内任意站点经度上的第一分辨率以及基于所述第二距离差值以及屏幕的高值，计算预设区域内任意站点纬度上的第二分辨率；
获取任意站点的地理坐标，预设区域最西站点的经度值与该站点坐标的经度值的差值与第一分辨率的乘积，得到该站点在屏幕上的横坐标；
预设区域最北站点的纬度值与该站点坐标的纬度值的差值与第二分辨率的乘积，得到该站点在屏幕上的纵坐标。
5.根据权利要求1所述的矢量等值线色斑图生成方法，其特征在于，所述基于所述预设区域，对所述预设区域内所有站点的屏幕坐标进行空间插值计算，得到满足预设条件的插值结果具体包括：
将预设区域划分为若干采样区域；
针对若干采样区域内的每一个采样区域，基于预设条件下对所述采样区域内所有站点的屏幕坐标进行反距离加权插值计算，得到插值结果。
6.根据权利要求5所述的矢量等值线色斑图生成方法，其特征在于，所述将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图具体包括：
获取所有的插值结果；
将所有的插值结果输入至d3-contour绘图工具中进行绘制和渲染，得到预设区域内的矢量等值线色斑图。
7.根据权利要求1所述的矢量等值线色斑图生成方法，其特征在于，所述将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图之后包括：
所述矢量等值线色斑图显示在所述屏幕。
8.一种矢量等值线色斑图生成装置，其特征在于，所述装置包括：
坐标转化模块，用于获取预设区域内各站点的原始数据，并将所述原始数据中的地理坐标转化为屏幕坐标；
插值计算模块，用于基于所述预设区域，对所述预设区域内所有站点的屏幕坐标进行空间插值计算，得到满足预设条件的插值结果；
绘图模块，用于将所述插值结果输入至绘制工具中进行绘制和渲染，得到所述预设区域内的矢量等值线色斑图。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的矢量等值线色斑图生成方法的步骤。
10.一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，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的矢量等值线色斑图生成方法的步骤。
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