CN113674419B - 气象云数据的三维展示方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种气象云数据的三维展示方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括:获取气象云数据点;基于每一所述气象云数据点分别生成两个顶点,所述顶点的参数包括经度、纬度、海拔高度和总云量;利用所有所述顶点构建若干多边形网格,将所述若干多边形网格拼接为一个封闭外表面,得到基于所述封闭外表面的三维模型;构造所述三维模型的Mesh面;根据各所述顶点的总云量,渲染所述三维模型的Mesh面,得到气象云数据的三维展示结果。本申请实施例提供的气象云数据的三维展示方法,能够实现对气象云数据的三维展示,展示效果更加直观清楚,有助于工作人员更直观地观察云产品整体数据分布以及变化情况,丰富了气象云产品的展示方式。
Description
技术领域
本申请涉及气象数据展示技术领域,具体涉及一种气象云数据的三维展示方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
气象云数据通常是通过数值预报模式生成用于反映天空中云的尺寸、形状、纹理、分布等特征的图片集来进行展示的。目前,气象云产品数据展示方法单一,通常通过生成图片格式数据进行展示或连续播放展示。发明人发现,此展示方式不能真实还原云产品数据在各个格点上的具体情况,且缺少三维立体展示的功能。而且,目前的气象云数据展示技术缺乏三维展示功能,无法针对海量的云粒子数据很好地实现三维云仿真效果。
发明内容
本申请的目的是提供一种气象云数据的三维展示方法、装置、电子设备及存储介质。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解,下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念,以此作为后面的详细说明的序言。
根据本申请实施例的一个方面,提供一种气象云数据的三维展示方法,包括:
获取气象云数据点;每一个气象云数据点的参数包括经度、纬度、云底高、海拔高度、云顶高和总云量;
基于每一所述气象云数据点分别生成两个顶点,所述顶点的参数包括经度、纬度、海拔高度和总云量;其中,以所述气象云数据点的经度、纬度和总云量分别作为所述两个顶点的经度、纬度和总云量;以所述气象云数据点的云底高作为其中一个顶点的海拔高度,以所述气象云数据点的云顶高作为另一个顶点的海拔高度;
利用所有所述顶点构建若干多边形网格,将所述若干多边形网格拼接为一个封闭外表面,得到基于所述封闭外表面的三维模型;
构造所述三维模型的Mesh面;
根据各所述顶点的总云量,渲染所述三维模型的Mesh面,得到气象云数据的三维展示结果。
在本申请的一些实施例中,所述获取气象云数据点包括:
获取气象云原始数据点,删除所述气象云原始数据点中的无效数据点,得到所述气象云数据点。
在本申请的一些实施例中,所述构造所述三维模型的Mesh面,包括:
将各所述顶点的位置坐标转换成像素坐标;其中,所述位置坐标包括经度、纬度和海拔高度;
将各所述像素坐标转换成WGS84坐标;
基于各所述顶点的WGS84坐标构造所述三维模型的Mesh面。
在本申请的一些实施例中,所述将各所述顶点的位置坐标转换成像素坐标,包括:
将各所述顶点的位置坐标转换为世界坐标;
将所述世界坐标转换为像素坐标。
在本申请的一些实施例中,在所述渲染所述三维模型的Mesh面之前,所述方法还包括:
对所述三维模型的Mesh面进行平滑处理,得到平滑处理后的Mesh面;
所述渲染所述三维模型的Mesh面,替换为渲染所述平滑处理后的Mesh面。
在本申请的一些实施例中,所述对所述三维模型的Mesh面进行平滑处理,包括:采用拉普拉斯变换算法、曲率平滑算法或Taubin平滑算法,对所述三维模型的Mesh面进行平滑处理。
在本申请的一些实施例中,在所述根据各所述顶点的总云量,渲染所述三维模型的Mesh面之前,所述方法还包括:
针对各所述顶点,将数据值位于预设区间内的总云量线性映射到alpha通道0.2-1.0,得到映射处理后的总云量;
将数据值位于预设区间外的总云量以及所述映射处理后的总云量构成所述各所述顶点的总云量。
根据本申请实施例的另一个方面,提供一种气象云数据的三维展示装置,包括:
获取模块,用于获取气象云数据点;每一个气象云数据点的参数包括经度、纬度、海拔高度、云底高、云顶高和总云量;
顶点生成模块,用于基于每一所述气象云数据点分别生成两个顶点,所述顶点的参数包括经度、纬度、海拔高度和总云量;其中,以所述气象云数据点的经度、纬度和总云量分别作为所述两个顶点的经度、纬度和总云量;以所述气象云数据点的云底高作为其中一个顶点的海拔高度,以所述气象云数据点的云顶高作为另一个顶点的海拔高度;
网格构建模块,用于利用所有所述顶点构建若干多边形网格,将所述若干多边形网格拼接为一个封闭外表面,得到基于所述封闭外表面的三维模型;
Mesh面构造模块,用于构造所述三维模型的Mesh面;
渲染模块,用于根据各所述顶点的总云量,渲染所述三维模型的Mesh面,得到气象云数据的三维展示结果。
根据本申请实施例的另一个方面,提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序,以实现上述任一项所述的气象云数据的三维展示方法。
根据本申请实施例的另一个方面,提供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,以实现上述任一项所述的气象云数据的三维展示方法。
本申请实施例的其中一个方面提供的技术方案可以包括以下有益效果:
本申请实施例提供的气象云数据的三维展示方法,能够实现对气象云数据的三维展示,展示效果更加直观清楚,有助于工作人员更直观地观察云产品整体数据分布以及变化情况,丰富了气象云产品的展示方式。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者,部分特征和优点可以从说明书中推知或毫无疑义地确定,或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,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示出了本申请的一个实施例的气象云数据的三维展示方法流程图;
图2示出了图1中所示的步骤S10的一个实施方式的流程图;
图3示出了图1中所示的步骤S40的一个实施方式的流程图;
图4示出了一个实施方式中将经度和纬度进行双线性插值的示意图;
图5示出了一个实施方式中将高度进行样条曲线插值的示意图;
图6示出了通过本申请一个实施例的三维展示方法所得到的三维展示效果图;
图7示出了本申请的另一个实施例的一种气象云数据的三维展示装置的结构框图;
图8示出了本申请的另一个实施例的Mesh面构造模块的结构框图;
图9示出了本申请的另一个实施例的一种电子设备的结构图;
图10示出了本申请的另一个实施例的计算机可读存储介质的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合附图和具体实施例对本申请做进一步说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
气象数据是反映天气状况的数据,气象数据通常是用气象仪器或设备所观测到各种原始资料的集合以及加工、整理、整编所形成的各种资料。随着现代气候学的发展,气候研究内容不断扩大和深化,气象数据的概念和内涵得以进一步的延伸,泛指整个气候系统的有关原始资料的集合和加工产品。气象数据是为天气分析和预报提供服务的一种实时性很强的气象资料。其中,气象云数据是气象数据中的一种很重要的数据,用来反映天空中云的尺寸、形状、分布等特征,对气象云数据的展示用于进行天气预报和分析,因此是一种至关重要的技术。
参考图1所示,本申请的一个实施例提供了一种气象云数据的三维展示方法,该方法包括以下步骤:
S10、获取气象云数据点;每一个气象云数据点的参数包括经度、纬度、海拔高度、云底高、云顶高和总云量。总云量(total cloud cover)是各种高度和类型的云遮蔽天空的成数。
参考图2所示,在某些实施方式中,步骤S10包括:
S101、获取气象云原始数据点。每一个气象云原始数据点的参数至少包括经度、纬度、海拔高度、云底高、云顶高和总云量。
S102、删除气象云原始数据点中的无效数据点,得到气象云数据点。每一个气象云数据点的参数至少包括经度、纬度、海拔高度、云底高、云顶高和总云量。
“无效数据”指的是气象云原始数据点中的存在至少一个值过大、值过小或非数值的参数的数据点,例如99999、-99999、null等数据,99999为值过大的数据,-99999为值过小的数据,null为非数值的数据。每一个气象云原始数据点都匹配有对应的数据格式说明。
例如,一个气象云数据点P(Ln,La,H,HL,HH,C),Ln、La、H、HL、HH和C分别代表该气象云数据点P的经度、纬度、海拔高度、云底高、云顶高和总云量。
S20、基于每一所述气象云数据点分别生成两个顶点,所述顶点的参数包括经度、纬度、海拔高度和总云量;其中,以所述气象云数据点的经度、纬度和总云量分别作为所述两个顶点的经度、纬度和总云量;以所述气象云数据点的云底高作为其中一个顶点的海拔高度,以所述气象云数据点的云顶高作为另一个顶点的海拔高度。
基于每一气象云数据点分别生成两个顶点,每个顶点的位置坐标包括经度、纬度和海拔高度。其中一个顶点的经度、纬度和海拔高度分别为所对应气象云数据点的经度、纬度和云底高,另一个顶点的经度、纬度和海拔高度分别为所对应气象云数据点的经度、纬度和云顶高。
S30、利用所有顶点构建若干多边形网格,将所述若干多边形网格拼接为一个封闭外表面,得到基于该封闭外表面的三维模型。
具体地,一个气象云数据点对应两个网格顶点,网格顶点的数量为气象云数据点的两倍;例如,一个气象云数据点P(Ln,La,HL,HH,C)对应两个网格顶点分别为P1(Ln,La,HL)和P2(Ln,La,HH),两个网格顶点的总云量分别为C。
三维模型的外表面由若干多边形网格构成,每一多边形网格至少具有三个顶点。多边形网格越小,则构建的封闭外表面平滑程度越高,因此,优选每一多边形网格的形状为三角形。
多边形网格的每个顶点具有经度、纬度、海拔高度和总云量的参数数值。顶点的海拔高度为对应于该顶点的气象云数据点的云底高或云顶高。气象云数据点的参数包括经度、纬度、海拔高度、云底高、云顶高和总云量,气象云数据点的各参数数据匹配有数据的格式说明,按照格式说明,根据每一个气象云数据点生成两个顶点,其中一个顶点的参数包括经度、纬度、云底高和总云量,另一个顶点的参数包括经度、纬度、云顶高和总云量,云底高和云顶高分别为两个顶点的海拔高度。
在某些实施方式中,可以将值位于预设区间(例如[1,10])内的总云量线性映射到alpha通道0.2-1.0,映射的最小值可以外部调整,经过映射可以防止渲染过小的值时不透明度太低而导致渲染效果较差。
S40、构造上述三维模型的Mesh面。
三维模型中的任一个面都可以分解为由三角形绘制完成,因为任何无规则的集合图形都可以由三角形来组成。比如四边形,无论是正四边形还是无规则四边形都可以由两个三角形拼接而成。每一个三维模型都可以分解为若干个Mesh面。
参考图3所示,在某些实施方式中,步骤S40包括:
S401、将各顶点的位置坐标转换成像素坐标。其中,所述位置坐标包括经度、纬度和海拔高度。
在某些实施方式中,将各顶点的位置坐标转换成像素坐标的步骤包括:
将各顶点的位置坐标转换为世界坐标;将世界坐标转换为像素坐标。
在某些实施方式中,将各顶点的位置坐标转换为世界坐标可以采用如下公式进行转换:
若顶点的位置坐标的经度为东经,则:x≈(R+h/1000)(cosα)(sinβ);
若顶点的位置坐标的经度为西经,则:x=(R+h/1000)(cosα)sin(180+β);
y≈(R+h/1000)(cosα)(cosβ);
若顶点的位置坐标的纬度为北纬,则:z≈(R+h/1000)(sinα);
若顶点的位置坐标的纬度为南纬,则:z=(R+h/1000)sin(90+α);
转换后得到的世界坐标为(x,y,z);
其中,α代表纬度,β代表经度,h代表海拔高度,R代表地球半径。
在某些实施方式中,将各顶点的位置坐标转换成像素坐标,包括:将各顶点的位置坐标中的经度和纬度进行双线性插值、将各顶点的位置坐标中的海拔高度进行样条曲线插值,逐个像素进行转换处理得到像素坐标。
例如,参考图4所示,将经度x和纬度y进行双线性插值包括如下步骤:
假如要求未知函数f(x,y)在点P=(x,y)处的值,假设已知函数f(x,y)在Q11=(x1,y1)、Q12=(x1,y2),Q21=(x2,y1)以及Q22=(x2,y2)四个点的值。
首先在x方向进行线性插值,得到R1和R2,然后在y方向进行线性插值,得到P,这样就得到所要的结果f(x,y)。
其中Q11,Q12,Q21,Q22为已知的4个像素点。
第一步:X方向的线性插值,在Q12,Q22中插入点R2,Q11,Q21中插入点R1;
第二步:Y方向的线性插值,通过第一步计算出的R1与R2在y方向上插值计算出P点。
线性插值的结果与插值的顺序无关。首先进行y方向的插值,然后进行x方向的插值,所得到的结果是一样的。双线性插值的结果与先进行哪个方向的插值无关。
如果选择一个坐标系统使得四个已知点坐标分别为(0,0)、(0,1)、(1,0)和(1,1),那么插值公式就可以化简为
f(x,y)=f(0,0)(1-x)(1-y)+f(1,0)x(1-y)+f(0,1)(1-x)y+f(1,1)xy
在x与y方向上,z值成单调性特性的应用中,此种方法可以做外插运算,即可以求解Q11,Q12,Q21,Q22所构成的正方形以外的点的值。由于某些原始数据分辨率过低,精度不高,如果不进行插值处理,会显示出明显的锯齿状曲线,因此,通过双线性插值处理之后,可以消除这些锯齿状曲线。
参考图5所示,在某些实施方式中,将高度进行样条曲线插值包括如下步骤:
假设4个点,x0,x1,x2,x3,有3个区间,需要3个二次样条,每个二次样条为ax2+bx+c,故总计9个未知数。
1)x0,x3两个端点都有一个二次函数经过,可确定2个方程
2)x1,x2两个中间点都有两个二次函数经过,可确定4个方程
3)中间点处必须连续,需要保证左右二次函数一阶导相等
2*a1*x1+b1=2*a2*x1+b2
2*a2*x2+b2=2*a3*x2+b3
可确定2个方程,此时得到8个方程。
4)假设第一方程的二阶导为0,即a1=0,又得到一个方程,共计得到9个方程,联立该9个方程求解即可。通过样条曲线插值处理可以使得显示出的曲线更平滑。
按照网格数据逐行逐像素处理是通过GIS引擎来完成的。得到的原始数据往往是散点数据(也有网格数据,但数据格式并不是我们所想要的样子)。浏览器需要进行逐像素的渲染,而屏幕的像素本身就是网格,需要将数据也转成网格数据,然后在屏幕上对应着数据渲染。
S402、将各像素坐标转换成WGS84坐标。
在某些实施方式中,Web应用的内存、缓存、计算效率等资源有限,不能按照PC端方式处理。因此,通过云底高和云顶高的合成来构造Mesh面,经纬度坐标转换成WGS84坐标。可以取所有的云底高画一个面,也可以取云顶高画一个面,同时画这2个面时可能会出现两个面交叉的情况,取云低高和云顶高二者的平均值作为一个点的云数据,即云底高和云顶高的合成。
S403、基于各顶点的WGS84坐标构造上述三维模型的Mesh面。
WebGIS中的面都是由一个个三角形组成,因此循环传入最小单元的3个顶点,组成三角形,构造Mesh面。
Mesh面就是一系列的多边形网格组成的,多边形网格的形状可以为三角形或者四边形,网格一般由顶点来标记,三维开发的模型就是由一系列的点组成的。通过计算每一个高度层的网格数据,取出网格上每一个点,并获取其周围相邻点,总共3个点上的云底高、云顶高数据,然后构造成一个个小的三角形面,最后拼成一整个网状的Mesh面。
S50、对三维模型的Mesh面进行平滑处理。
对Mesh面进行平滑处理可以采用拉普拉斯变换算法进行平滑处理,或者可以采用曲率平滑算法进行平滑处理,或者可以采用Taubin平滑算法进行平滑处理等等,具体可以根据实际需要进行选择。
利用拉普拉斯变换,可以将顶点位置移动到邻接面的几何中心(类似于重心)位置,通过控制迭代次数和调节λ,减小形状的收缩。
利用曲率平滑处理流线网格,可以将顶点位置移动到其法向量的反方向。流线网格是通过使原来平整的网格变形得到的。
S60、根据各顶点的总云量,渲染经过平滑处理后的Mesh面,得到气象云数据的三维展示结果。
每个Mesh面的三角片元顶点位置根据当前视图矩阵和投影矩阵,转换成裁切后的像素坐标,着色器中反算该位置的海拔高度,剔除指定高度以下的区域。几何顶点被组合为图元(点、线段或多边形),然后图元被合成片元,最后片元被转换为帧缓存中的像素数据。图元转换为片元包括:图元被适当地裁剪,颜色和纹理数据也相应作出必要的调整,相关的坐标被转换为窗口坐标;最后,光栅化将裁剪好的图元转换为片元。顶点位置转换成裁切后的像素坐标的步骤与步骤S401相同。
处理完成的Mesh面的三角片元顶点位置是三维笛卡尔坐标系。图6所示为通过本实施方式的方法所得到的三维展示效果图。
在某些实施方式中,在步骤S60之前,所述方法还包括:
S50’、针对各顶点,将数据值位于预设区间内的总云量线性映射到alpha通道0.2-1.0,得到映射处理后的总云量;数据值位于预设区间外的总云量以及所述映射处理后的总云量构成所述各气象数据点的总云量。经过映射可以防止渲染过小的值时不透明度太低而导致渲染效果较差。
本申请实施例提供的气象云数据的三维展示方法,能够实现对气象云数据的三维展示,展示效果更加直观清楚,有助于工作人员更直观地观察云产品整体数据分布以及变化情况,丰富了气象云产品的展示方式,能够针对海量的云粒子数据很好地达到三维云仿真展示效果。
与上述的任一实施方式所提供的气象云数据的三维展示方法相对应,本申请的另一个实施例提供了一种气象云数据的三维展示装置,该装置可以实施上述任一实施方式的三维展示方法,该三维展示装置可以通过软件、硬件或软硬结合的方式来实现。例如,该三维展示装置可以包括集成的或分开的功能模块或单元来执行上述任一实施方式的方法中的对应步骤。请参考图7,其示出了本申请的一些实施方式所提供的一种气象云数据的三维展示装置的示意图。由于装置实施例基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。下述描述的装置实施例仅仅是示意性的。
参考图7所示,本申请的另一个实施例提供了一种气象云数据的三维展示装置,包括:
获取模块,用于获取气象云数据点;每一个气象云数据点的参数包括经度、纬度、海拔高度、云底高、云顶高和总云量;
顶点生成模块,用于基于每一所述气象云数据点分别生成两个顶点,所述顶点的参数包括经度、纬度、海拔高度和总云量;其中,以所述气象云数据点的经度、纬度和总云量分别作为所述两个顶点的经度、纬度和总云量;以所述气象云数据点的云底高作为其中一个顶点的海拔高度,以所述气象云数据点的云顶高作为另一个顶点的海拔高度;
网格构建模块,用于利用所有所述顶点构建若干多边形网格,将所述若干多边形网格拼接为一个封闭外表面,得到基于所述封闭外表面的三维模型;
Mesh面构造模块,用于构造所述三维模型的Mesh面;
渲染模块,用于根据各所述顶点的总云量,渲染所述三维模型的Mesh面,得到气象云数据的三维展示结果。
在某些实施方式中,获取模块具体用于:
获取气象云原始数据点,删除所述气象云原始数据点中的无效数据点,得到所述气象云数据点。
参考图8所示,在某些实施方式中,Mesh面构造模块,包括:
第一转换单元,用于将各所述顶点的位置坐标转换成像素坐标;其中,所述位置坐标包括经度、纬度和海拔高度;
第二转换单元,用于将各所述像素坐标转换成WGS84坐标;
构造单元,用于基于各所述顶点的WGS84坐标构造所述三维模型的Mesh面。
在某些实施方式中,第一转换单元具体用于:
将各所述顶点的位置坐标转换为世界坐标;
将所述世界坐标转换为像素坐标。
可以理解,本申请中所使用的术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用于描述各种对象,但这些对象不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个对象与其他对象区分。
在某些实施方式中,上述装置还包括平滑处理模块,平滑处理模块用于在所述渲染所述三维模型的Mesh面之前,对所述三维模型的Mesh面进行平滑处理,得到平滑处理后的Mesh面。在本实施方式中,上述渲染所述三维模型的Mesh面的步骤,替换为渲染所述平滑处理后的Mesh面。
在某些实施方式中,平滑处理模块具体用于:采用拉普拉斯变换算法、曲率平滑算法或Taubin平滑算法,对所述三维模型的Mesh面进行平滑处理。
在某些实施方式中,上述装置还包括映射模块,映射模块用于在所述根据各所述顶点的总云量,渲染所述三维模型的Mesh面之前,针对各所述顶点,将数据值位于预设区间内的总云量线性映射到alpha通道0.2-1.0,得到映射处理后的总云量;将数据值位于预设区间外的总云量以及所述映射处理后的总云量构成所述各所述顶点的总云量。
本申请实施例提供的气象云数据的三维展示装置,与本申请前述实施例提供的气象云数据的三维展示方法出于相同的发明构思,具有相同的有益效果。
本申请另一个实施例还提供一种与前述实施方式所提供的气象云数据的三维展示方法相对应的电子设备,该电子设备可以包括但不限于计算机设备,例如台式计算机、笔记本电脑、智能手机或平板电脑等。
本申请的另一个实施例提供的一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序,以实现上述任一实施方式的气象云数据的三维展示方法。
例如,参考图9所示,电子设备10可以包括:处理器100,存储器101,总线102和通信接口103,所述处理器100、通信接口103和存储器101通过总线102连接;所述存储器101中存储有可在所述处理器100上运行的计算机程序,所述处理器100运行所述计算机程序时执行本申请前述任一实施方式所提供的方法。
其中,存储器101可能包含高速随机存取存储器(RAM:Random Access Memory),也可能还可以包括非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口103(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接,可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。
总线102可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中,存储器101用于存储程序,所述处理器100在接收到执行指令后,执行所述程序,前述本申请实施例任一实施方式揭示的所述方法可以应用于处理器100中,或者由处理器100实现。
处理器100可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器100中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器100可以是通用处理器,可以包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器101,处理器100读取存储器101中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
本申请实施例提供的电子设备与本申请实施例提供的方法出于相同的发明构思,具有与其采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
与前述任一实施方式的气象云数据的三维展示方法相对应,本申请的另一个实施例提供了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,以实现上述任一实施方式的气象云数据的三维展示方法。
例如,参考图10所示,其示出的计算机可读存储介质为光盘20,其上存储有计算机程序(即程序产品),所述计算机程序在被处理器运行时,会执行前述任意实施方式所提供的方法。
需要说明的是,所述计算机可读存储介质的例子还可以包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质,在此不再一一赘述。
本申请的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本申请实施例提供的方法出于相同的发明构思,具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
需要说明的是:
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书所记载的范围。
术语“模块”并非意图受限于特定物理形式。取决于具体应用,模块可以实现为硬件、固件、软件和/或其组合。此外,不同的模块可以共享公共组件或甚至由相同组件实现。不同模块之间可以存在或不存在清楚的界限。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示例一起使用。根据上面的描述,构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外,本申请也不针对任何特定编程语言。应当明白,可以利用各种编程语言实现在此描述的本申请的内容,并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本申请的最佳实施方式。
应该理解的是,虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,其可以以其他的顺序执行。而且,附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,其执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述实施例仅表达了本申请的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种气象云数据的三维展示方法,其特征在于,包括:
获取气象云数据点;每一个气象云数据点的参数包括经度、纬度、云底高、海拔高度、云顶高和总云量;
基于每一所述气象云数据点分别生成两个顶点,所述顶点的参数包括经度、纬度、海拔高度和总云量;其中,以所述气象云数据点的经度、纬度和总云量分别作为所述两个顶点的经度、纬度和总云量;以所述气象云数据点的云底高作为其中一个顶点的海拔高度,以所述气象云数据点的云顶高作为另一个顶点的海拔高度;
利用所有所述顶点构建若干多边形网格,将所述若干多边形网格拼接为一个封闭外表面,得到基于所述封闭外表面的三维模型;
构造所述三维模型的Mesh面;
针对各所述顶点,将数据值位于预设区间内的总云量线性映射到alpha通道0.2-1.0,得到映射处理后的总云量;
将数据值位于预设区间外的总云量以及所述映射处理后的总云量构成所述各所述顶点的总云量;
根据各所述顶点的总云量,渲染所述三维模型的Mesh面,得到气象云数据的三维展示结果。
2.根据权利要求1所述的气象云数据的三维展示方法,其特征在于,所述获取气象云数据点包括:
获取气象云原始数据点,删除所述气象云原始数据点中的无效数据点,得到所述气象云数据点。
3.根据权利要求1所述的气象云数据的三维展示方法,其特征在于,所述构造所述三维模型的Mesh面,包括:
将各所述顶点的位置坐标转换成像素坐标;其中,所述位置坐标包括经度、纬度和海拔高度;
将各所述像素坐标转换成WGS84坐标;
基于各所述顶点的WGS84坐标构造所述三维模型的Mesh面。
4.根据权利要求3所述的气象云数据的三维展示方法,其特征在于,所述将各所述顶点的位置坐标转换成像素坐标,包括:
将各所述顶点的位置坐标转换为世界坐标;
将所述世界坐标转换为像素坐标。
5.根据权利要求1所述的气象云数据的三维展示方法,其特征在于,在所述渲染所述三维模型的Mesh面之前,所述方法还包括:
对所述三维模型的Mesh面进行平滑处理,得到平滑处理后的Mesh面;
所述渲染所述三维模型的Mesh面,替换为渲染所述平滑处理后的Mesh面。
6.根据权利要求5所述的气象云数据的三维展示方法,其特征在于,所述对所述三维模型的Mesh面进行平滑处理,包括:采用拉普拉斯变换算法、曲率平滑算法或Taubin平滑算法,对所述三维模型的Mesh面进行平滑处理。
7.一种气象云数据的三维展示装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取气象云数据点;每一个气象云数据点的参数包括经度、纬度、海拔高度、云底高、云顶高和总云量;
顶点生成模块,用于基于每一所述气象云数据点分别生成两个顶点,所述顶点的参数包括经度、纬度、海拔高度和总云量;其中,以所述气象云数据点的经度、纬度和总云量分别作为所述两个顶点的经度、纬度和总云量;以所述气象云数据点的云底高作为其中一个顶点的海拔高度,以所述气象云数据点的云顶高作为另一个顶点的海拔高度;
网格构建模块,用于利用所有所述顶点构建若干多边形网格,将所述若干多边形网格拼接为一个封闭外表面,得到基于所述封闭外表面的三维模型;
Mesh面构造模块,用于构造所述三维模型的Mesh面;
映射模块,用于针对各所述顶点,将数据值位于预设区间内的总云量线性映射到alpha通道0.2-1.0,得到映射处理后的总云量;
总云量构成模块,用于将数据值位于预设区间外的总云量以及所述映射处理后的总云量构成所述各所述顶点的总云量;
渲染模块,用于根据各所述顶点的总云量,渲染所述三维模型的Mesh面,得到气象云数据的三维展示结果。
8.一种电子设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序,以实现如权利要求1-6中任一所述的气象云数据的三维展示方法。
9.一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,以实现如权利要求1-6中任一所述的气象云数据的三维展示方法。
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