CN114996374A - 在线数据可视化实现方法、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种在线数据可视化实现方法、系统、设备及介质，该方法通过获取地理信息系统地图的目标区域及区域视图范围信息，将目标区域根据预设栅格大小划分为多个待渲染栅格，确定各待渲染栅格的栅格视图位置信息，并确定各待渲染栅格的栅格地理位置信息，从多个预设数据采集站点中确定多个相关站点及各相关站点的相关实测数据，进而得到各待渲染栅格的模拟数据，通过最大实测值和各模拟数据生成灰度图像，根据灰度‑彩色映射关系对灰度图像各像素点进行上色，得到目标区域的彩色图像，实现目标区域的在线数据可视化，该方法成图效果好，速度快，可实现全矢量化展示，色彩过渡好，交互性高。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种在线数据可视化实现方法、系统、设备及介质。
背景技术
随着技术的发展，数据可视化的要求越来越高，对数据、水质数据等数据进行单纯的数字表示已不能满足用户的需求。相关技术中，虽然也存在一些基于插值渲染技术实现数据、水质数据可视化的方案，但这些方案的灵活性不高，插值渲染技术多是离线计算渲染成图片形式，成图速度慢，插值渲染成图效果一般。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种在线数据可视化实现方法、系统、设备及介质，以解决上述技术问题。
本发明提供的一种在线数据可视化实现方法，所述方法包括：
获取地理信息系统地图的目标区域及所述目标区域的区域视图范围信息；
将所述目标区域根据预设栅格大小划分为多个待渲染栅格，确定各所述待渲染栅格的栅格视图位置信息，并根据各所述栅格画布位置信息和预设地理-视图位置转换关系确定各所述待渲染栅格的栅格地理位置信息；
根据各待渲染栅格的栅格地理位置信息从多个预设数据采集站点中确定多个相关站点，获取各相关站点的相关实测数据；
根据各相关站点的相关实测数据、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定所述待渲染栅格的模拟数据，得到各待渲染栅格的模拟数据；
获取最大实测值，根据所述最大实测值和各模拟数据确定各待渲染栅格的灰度比例，生成灰度图像；
获取所述灰度图像中各像素点的灰度信息，根据灰度-彩色映射关系和所述灰度信息确定所述灰度图像各像素点的彩色信息，并根据所述彩色信息对各所述像素点上色，得到目标区域的彩色图像，实现所述目标区域的在线数据可视化。
可选的，所述相关实测数据包括多个类别的实测值，根据各相关站点的相关实测数据、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定所述待渲染栅格的模拟数据包括：
获取当前待展示数据类别，根据所述当前待展示数据类别从各所述相关实测数据中确定待展示实测值；
根据各相关站点的待展示实测值、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定所述待渲染栅格的模拟数据。
可选的，根据各相关站点的相关实测数据、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定所述待渲染栅格的模拟数据包括：
获取各相关站点对各所述待渲染栅格的数据影响权重；
根据所述数据影响权重、各相关站点的相关实测数据、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定所述待渲染栅格的模拟数据。
可选的，所述目标区域包括以下至少之一：
所述地理信息系统地图的当前显示区域；
对所述地理信息系统地图进行框选操作的框选区域；
当前选定的预设框选区域。
可选的，根据各所述栅格地理位置信息从多个预设国控站点中确定多个相关站点之前，所述方法还包括：
获取预设边界地理范围信息；
根据预设边界地理范围信息和各所述栅格视图位置信息从各待渲染栅格中确定多个目标栅格，并将多个目标栅格确定为新的待渲染栅格。
可选的，根据预设边界地理范围信息和各所述栅格视图位置信息从各待渲染栅格中确定多个目标栅格包括：
根据预设边界地理范围信息生成待渲染边界；
根据PNPoly算法确定所述待渲染栅格是否在待渲染边界内；
若所述待渲染栅格在待渲染边界内，将所述待渲染栅格作为目标栅格。
可选的，根据灰度-彩色映射关系和所述灰度信息确定所述灰度图像各像素点的彩色信息包括：
根据所述最大实测值、最小实测值和预设色阶生成线性色阶调色板，并获取所述线性色阶调色板的RGBA数据数组，所述RGBA数据数组包括多个RGBA数据；
基于各模拟数据建立灰度值与RGBA数据之间的映射关系；
根据所述映射关系和各所述像素点的灰度值确定各所述像素点的RGBA数据，将所述RGBA数据确定为彩色信息。
本发明还提供了一种在线数据可视化实现系统，所述系统包括：
获取模块，用于获取地理信息系统地图的目标区域及所述目标区域的区域视图范围信息；
划分模块，用于将所述目标区域根据预设栅格大小划分为多个待渲染栅格，确定各所述待渲染栅格的栅格视图位置信息，并根据各所述栅格画布位置信息和预设地理-视图位置转换关系确定各所述待渲染栅格的栅格地理位置信息；
相关站点确定模块，用于根据各待渲染栅格的栅格地理位置信息从多个预设数据采集站点中确定多个相关站点，获取各相关站点的相关实测数据；
模拟数据确定模块，用于根据各相关站点的相关实测数据、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定所述待渲染栅格的模拟数据，得到各待渲染栅格的模拟数据；
灰度图像生成模块，用于获取最大实测值，根据所述最大实测值和各模拟数据确定各待渲染栅格的灰度比例，生成灰度图像；
可视化模块，用于获取所述灰度图像中各像素点的灰度信息，根据灰度-彩色映射关系和所述灰度信息确定所述灰度图像各像素点的彩色信息，并根据所述彩色信息对各所述像素点上色，得到目标区域的彩色图像，实现所述目标区域的在线数据可视化。
本发明还提供了一种电子设备，包括处理器、存储器和通信总线；
所述通信总线用于将所述处理器和存储器连接；
所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以实现如上述中任一项实施例所述的方法。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，
所述计算机程序用于使计算机执行如上述任一项实施例所述的方法。
本发明的有益效果：本发明提出的一种在线数据可视化实现方法、系统、设备及介质，该方法通过获取地理信息系统地图的目标区域及区域视图范围信息，将目标区域根据预设栅格大小划分为多个待渲染栅格，确定各待渲染栅格的栅格视图位置信息，并确定各待渲染栅格的栅格地理位置信息，从多个预设数据采集站点中确定多个相关站点及各相关站点的相关实测数据，进而得到各待渲染栅格的模拟数据，通过最大实测值和各模拟数据生成灰度图像，根据灰度-彩色映射关系对灰度图像各像素点进行上色，得到目标区域的彩色图像，实现目标区域的在线数据可视化，该方法成图效果好，速度快，可以动态调节，可实现全矢量化展示，交互性高。
附图说明
图1是本发明一实施例中提供的在线数据可视化实现方法的一种流程示意图；
图2是本发明一实施例中提供的将GIS地图显示于浏览器的显示界面的一种示意图；
图3是本发明一实施例中提供的框选区域的一种示意图；
图4是本发明一实施例中提供的将图3平移放大后的一种示意图；
图5是本发明一实施例中提供的基于H5技术得到的图像的一种示意图；
图6是本发明一实施例中提供的灰度图像的一种示意图；
图7是本发明一实施例中提供的在线数据可视化实现系统的一种结构示意图；
图8是本发明一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员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与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。
参见图1，本实施例提供了一种在线数据可视化实现方法，该方法包括：
步骤S101：获取地理信息系统地图的目标区域及目标区域的区域视图范围信息。
其中，地理信息系统地图可以为本领域技术人员根据当前场景所预先配置好的GIS地图，例如，针对某一行政区域的数据可视化处理，则可以使用包括该行政区域在内的GIS地图。
在一个实施例中，目标区域包括以下至少之一：
地理信息系统地图的当前显示区域，如处于显示状态下的GIS地图(地理信息系统地图) 作为目标区域，对于GIS地图的显示可以是全屏显示，也可以是将GIS地图如图2所示的显示于浏览器的显示界面。可选的，当前显示区域可以是系统预设的初始显示区域，也可以是由用户对GIS地图进行放大、缩小、移动等操作后处于显示状态的地图区域。参见图4，图4 为将图3平移放大后的一种示意图。
对地理信息系统地图进行框选操作的框选区域，对于处于显示状态下的GIS地图进行款选操作，可以划定某一个区域作为框选区域，将该框选区域作为目标区域，选框的形状可以由本领域技术人员预先设定，如圆形、矩形或其他不规则形状等。可选的，在确定框选区域后，还可以自动以框选区域的显示内容替换当前GIS地图的显示内容，也即将目标区域的地图铺满之前GIS地图的显示区域，也可以是仍然保持原始GIS地图的显示，但仅对目标区域进行环境数据可视化展示。参见图3，图3为一种框选区域的示意图，图中箭头所示的矩形框可以视为一种框选区域，当用户确认该框选区域后，系统自动将框选区域的电子地图放大至铺满整个浏览器的显示界面，如图2所示。需要说明的是，上述图2-4均是完成数据可视化后的图像，在进行目标区域的选取时，可以是在之前完成有数据可视化后的图像的地理信息系统地图上进行选取，也可以是直接在地理信息系统地图上进行选取。
当前选定的预设框选区域，例如，按照GIS地图中的行政区划如某一个市、区、县等进行预设框选区域的设定，当接收到用户选中某一个预设框选区域时，即将该预设框选区域作为目标区域。
目标区域的选取方式可以是直接选取，如将特定显示区域(当前显示界面某一区域或全部当前显示界面)作为目标区域，也可以是间接选取，需要获取用户的选取指令，如框选指令或选定指令，以将某一个框选区域或预设框选区域作为目标区域。
其中，区域视图范围信息包括但不限于目标区域边界上多个边界点在地理信息系统地图视图坐标系下的位置，边界点的位置和数量可以由本领域技术人员根据目标区域的形状根据需要进行设定，如，目标区域为矩形，则边界点可以是矩形的四个顶点，又如，目标区域为不规则形状，则边界点可以在不规则形状的每一个折现点或者边缘每隔一定距离设置一个。基于该区域视图范围信息能够实现该目标区域在地理信息地图上的定位。
步骤S102：将目标区域根据预设栅格大小划分为多个待渲染栅格，确定各待渲染栅格的栅格视图位置信息，并根据各栅格画布位置信息和预设地理-视图位置转换关系确定各待渲染栅格的栅格地理位置信息。
预设栅格大小可以是本领域技术人员根据需要预先设定的大小，也可以根据当前地理信息系统地图的缩放倍数等因素预先配置好。例如，根据当前地理信息系统地图地图的缩放倍数、目标区域的行政划分位置等中至少之一确定预设栅格大小。
将目标区域根据预设栅格大小划分为多个待渲染栅格，可以是将目标区域划分为M*N 的矩阵，当目标区域的长宽均不为预设栅格大小的整数倍时，M等于当前目标区域的长度L 除以预设栅格大小cellSize取整+1，N等于目标区域宽S除以预设栅格大小cellSize取整 +1，此时，对于长度方向和宽度方向存在待渲染栅格长宽中至少一个小于预设栅格大小，也即：
M＝ROUND((L/cellSize),0)+1公式(1)；
N＝ROUND((S/cellSize),0)+1公式(2)。
当目标区域的长宽中至少一个为预设栅格大小的整数倍时，则M或N的值不需要再加1。对于目标区域按照预设栅格大小进行划分得到多个待渲染栅格的具体实现方式也可以采用本领域技术人员所知晓的其他方式实现。
可选的，待渲染栅格的栅格视图位置信息可以根据区域视图范围信息、预设栅格大小和待渲染栅格在全部待渲染栅格矩阵中的位置来确定，例如，目标区域为矩形区域，待渲染栅格左上角为坐标系原点，坐标系为直角坐标系，向下和向右为增大方向，左上角的待渲染栅格的矩阵位置为(0，0)，目标区域的左上角的视图位置为(0，0)，全部待渲染栅格矩阵为M*N，当前需要确定栅格视图位置信息的待渲染栅格位于(x，y),预设栅格大小为cellSize 时，该待渲染栅格的栅格视图位置信息可以确定为(0+x*cellSize，0+y*cellSize)。当然，该栅格视图位置信息也可以采用本领域技术人员所知晓的其他方式实现确定。待渲染栅格的栅格视图位置信息可以用待渲染栅格的中心点(如矩形对角线的交点等)，也可以是用待渲染栅格的顶点位置作为该待渲染栅格的栅格视图位置信息。
预设地理-视图位置转换关系可以是本领域技术人员预先根据地理信息系统地图的多个位置点的地图视图位置信息与该位置点的实际地理位置信息进行转换得到的转换矩阵。其中实际地理位置信息可以是以经纬度标识，也可以用其他本领域技术人员预先设定的方式来表示。
由于地理信息系统地图可能会存在放大、缩小、移动等处理，故区域视图范围信息可以预先根据地图缩放倍数和移动数据来确定目标区域在原始的地理信息系统地图的位置。
通过各栅格画布位置信息和预设地理-视图位置转换关系确定各待渲染栅格的栅格地理位置信息可以知晓各待渲染栅格所对应的实际地理位置，进而方便后续查找影响该待渲染栅格所在区域的数据的国控站点、省控站点等能够获取到实测数据的预设数据采集站点。
可选的，区域视图范围信息、栅格视图位置信息、地图视图位置信息为相对于地图视图坐标系的位置，栅格地理位置信息、实际地理位置信息等为地球坐标系下的位置，如经纬度等。
步骤S103：根据各待渲染栅格的栅格地理位置信息从多个预设数据采集站点中确定多个相关站点，获取各相关站点的相关实测数据。
预设数据采集站点可以为国控站点、省控站点、市控站点、已知站点等本领域预先设定好能够采集实测数据并能够被获取到的设备所在的站点。该预设数据采集站点的实际地理位置均为已知的位置，故可以根据每一个待渲染栅格的栅格地理位置信息可以依次找到各预设数据采集站点中与该待渲染栅格相关的站点，该相关站点的判定标准若预设数据采集站点在某一个待渲染栅格周围预设距离内，则将该预设数据采集站点作为相关站点。
在一个实施例中，根据各栅格地理位置信息从多个预设国控站点中确定多个相关站点之前，该方法还包括：
获取预设边界地理范围信息；
根据预设边界地理范围信息和各栅格视图位置信息从各待渲染栅格中确定多个目标栅格，并将多个目标栅格确定为新的待渲染栅格。
当地理信息系统地图包括有除需要实现在线数据可视化区域外的其他区域时，在初次进行目标区域确定时很可能会将其他区域框选在目标区域中，此时若也将其他区域进行在线数据可视化处理，将导致运算资源的浪费，故可以在根据各栅格地理位置信息从多个预设国控站点中确定多个相关站点之前，就将这类的其他区域从目标区域中抠掉，以便后续处理。预设边界地理范围信息可以是本领域技术人员根据需要所设定的一个或多个位置点的实际地理位置信息(如地理位置信息数组)，根据预设边界地理范围信息可以将需要实现在线数据可视化区域限定在某一特定区域，当待渲染栅格中存在某一个栅格位于需要实现在线数据可视化区域之外，则将该待渲染栅格筛除，也即，将剩下的待渲染栅格作为目标栅格，以目标栅格替换原始的待渲染栅格。待渲染栅格中是否存在某一个栅格位于需要实现在线数据可视化区域之外的确定方式，可以根据预设边界地理范围信息和各所述待渲染栅格的栅格地理位置信息来确定。
可选的，根据预设边界地理范围信息和各栅格视图位置信息从各待渲染栅格中确定多个目标栅格包括：
根据预设边界地理范围信息生成待渲染边界；
根据PNPoly算法确定待渲染栅格是否在待渲染边界内；
若待渲染栅格在待渲染边界内，将待渲染栅格作为目标栅格。
步骤S104：根据各相关站点的相关实测数据、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定待渲染栅格的模拟数据，得到各待渲染栅格的模拟数据。
可选的，模拟数据的一种确定方式包括：
其中，
为待渲染栅格i模拟数据，di为相关站点i到待渲染栅格i的距离，Vi为相关站点i的相关实测数据，p为幂。
在一个实施例中，相关实测数据包括多个类别的实测值，此时，根据各相关站点的相关实测数据、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定待渲染栅格的模拟数据包括：
获取当前待展示数据类别，根据当前待展示数据类别从各相关实测数据中确定待展示实测值；
根据各相关站点的待展示实测值、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定待渲染栅格的模拟数据。
例如，相关实测数据为包括多个数据类别的值(a，b，c)，以相关实测数据为环境空气实测数据为例，该关实测数据中第一个数据为PM2.5、第二个数据为AQI(空气质量指数，Air Quality Index)，第三个数据为臭氧，若当前待展示数据类别为AQI，则将相关实测数据第二个值作为待展示实测值。相关实测数据还可以是水质实测数据、海洋实测数据等。
根据当前待展示数据类别从各相关实测数据中确定待展示实测值的具体方式可以通过数据标签、数据位置排序等方式实现，在此不做限定。
在一个实施例中，根据各相关站点的相关实测数据、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定待渲染栅格的模拟数据包括：
获取各相关站点对各待渲染栅格的数据影响权重；
根据数据影响权重、各相关站点的相关实测数据、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定待渲染栅格的模拟数据。
可选的，数据影响权重根据风向、高低落差、遮挡情况、温度、位置关系等中至少之一确定。数据影响权重也可以是本领域技术人员所预先设定的，根据某一相关站点到待渲染站点的方向、距离、当前风向、高低差等因素，通过查表等方式知晓该相关站点对待渲染站点的数据影响权重。对于不同数据类别的数据，同一对相关站点对待渲染栅格的数据影响权重可以相同也可以不同。
此时，模拟数据的另一种确定方式包括：
其中，
为待渲染栅格i模拟数据，di为相关站点i到待渲染栅格i的距离，Vi为相关站点i的相关实测数据，p为幂，λ为相关站点i对待渲染栅格i的数据影响权重。
步骤S105：获取最大实测值，根据最大实测值和各模拟数据确定各待渲染栅格的灰度比例，生成灰度图像。
其中，灰度比例＝模拟数据/最大实测值，灰度比例a，0<a<＝1。
可选的，最大实测值可以是各相关实测数据中的最大值，也可以是本领域技术人员所预先设定的某一个最大值。
灰度图像的生成可以是根据灰度比例和最大灰度值(如255)得到该待渲染栅格的灰度值，进而根据各个待渲染栅格的灰度值生成灰度图像。
在一个实施例中，生成灰度图像之前，若两个相邻的待渲染栅格之间的灰度比例差距情况大于预设差距阈值，根据栅格距离和灰度比例差值确定各待渲染栅格内的比例过渡值，根据所述比例过渡值对各待渲染栅格进行灰度渲染。
例如，灰度图像的生成过程中，由于可能存在两个相邻的待渲染栅格之间的灰度比例存在较大程度上的差距，例如，待渲染栅格A与待渲染栅格B为相邻栅格，待渲染栅格A的灰度比例a，待渲染栅格B的灰度比例b，两者之间的灰度比例差距情况P＝|(a-b)/a|，若P大于预设差距阈值，则这两个待渲染栅格生成的灰度图像区域过渡不自然，此时，可以根据待渲染栅格A与待渲染栅格B之间的栅格距离和灰度比例差值，在待渲染栅格A与待渲染栅格B内确定多个比例过渡值，在生成灰度图像时，根据渲染栅格A与待渲染栅格B内确定多个比例过渡值进行灰度值的赋值。若待渲染栅格A比待渲染栅格B的灰度比例小，则待渲染栅格A内的某一个点S的比例过渡值＝灰度比例差值/栅格距离*S到待渲染栅格A位置计算点的距离+待渲染栅格A的灰度比例。待渲染栅格A位置计算点为本实施例在标识待渲染栅格A时采用的待渲染栅格A的某一位置点。对应的，待渲染栅格B内的某一个点Q的比例过渡值＝待渲染栅格A的灰度比例-灰度比例差值/栅格距离*Q到待渲染栅格B位置计算点的距离。
步骤S106：获取灰度图像中各像素点的灰度信息，根据灰度-彩色映射关系和灰度信息确定灰度图像各像素点的彩色信息，并根据彩色信息对各像素点上色，得到目标区域的彩色图像，实现目标区域的在线数据可视化。
灰度图像中各像素点的灰度信息可以是该像素点的灰度值。灰度信息也可以是灰度值+ 位置信息等。
在一个实施例中，灰度信息包括灰度比例，根据灰度-彩色映射关系和灰度信息确定灰度图像各像素点的彩色信息包括：
根据最大实测值、最小实测值和预设色阶生成线性色阶调色板，并获取线性色阶调色板的RGBA数据数组，该RGBA数据数组包括多个RGBA数据；
基于各模拟数据建立灰度值与RGBA数据之间的映射关系；
根据映射关系和各像素点的灰度值确定各像素点的RGBA数据，将RGBA数据确定为彩色信息。
其中，基于各模拟数据建立灰度值与RGBA数据之间的映射关系的方式可以是：
根据模拟数据和最大实测值确定灰度比例和RGBA数据，生成灰度比例和RGBA数据的对应关系；
根据灰度比例确定灰度值；
将灰度比例和RGBA数据的对应关系转换为灰度值与RGBA数据的对应关系，形成灰度值与RGBA数据之间的映射关系。
这样在知晓灰度图像中各像素点的灰度值后，即可根据映射关系知晓其所对应的RGBA 数据，也即该像素点的彩色信息。
可选的，若最大实测值、最小实测值、预设色阶保持预设数值不变，则可以在该方法执行之前，预先进行线性色阶调色板的生成和灰度值与RGBA数据之间的映射关系的确定，这样，在得到灰度图像后，不必重新进行线性色阶调色板的生成和灰度值与RGBA数据之间的映射关系的确定，使得方案执行更加快速，便捷。
其中，最大实测值与灰度图像生成过程中的最大实测值一致，可以是预设最大值也可以是各相关实测数据中的最大值，最小实测值可以是预设最小值，也可以是各相关实测数据中的最小值。
可选的，可以利用调色板进行全图像素级渲染，例如根据最小实测值minVal、最大实测值maxVal和色阶gradient，构造一个width为1，height为256，色阶为gradient,且对应值范围为minVal—maxVal的线性色阶渐调色板，最后通过canvas的2d context的getImageData函数取得该调色板的RGBA数据color_data2，由于灰度图像中每一个像素点的灰度值均是基于模拟数据和最大实测值得到的(灰度值与模拟数据成线性关系)，且RGBA数据与模拟数据也呈线性关系，也可以基于模拟数据建立灰度图像中各像素点的灰度值形成的灰度值数组 color_data1与实际颜色调色板(线性色阶渐调色板)的RGBA数据所形成的数组color_data2 的对应关系。
在一个实施例中，还可以根据相关实测数据的类型选择不同的颜色进行上色，如对于环境空气数据可以用绿色表示环境空气质量佳(如PM2.5数值小)，红色表示环境空气质量差 (如PM2.5数值大)，对于水质数据可以用白色表示水质佳，绿色表示水质差等。
在一个实施例中，当用户对待渲染区域进行更改如放大、缩小、移动后，可以基于本实施例提供的方法重新进行待渲染栅格的模拟数据的确定。当预设栅格大小、相关实测数据都没有改变时，也可以通过分析，确定新的待渲染栅格与历史所划分的待渲染栅格之间的相似度，若相似度高于相似度阈值，则可以直接使用历史所划分的待渲染栅格的模拟数据，不用重新进行计算。相似度的确定方式可以是根据新的待渲染栅格与历史待渲染栅格的距离，以及新的待渲染栅格的周围栅格与历史待渲染栅格的距离的周围栅格的重复度来确定。若新的待渲染栅格与历史待渲染栅格的距离小于预设最大距离，且新的待渲染栅格的周围栅格与历史待渲染栅格的周围栅格的重复度高于预设重复度，则相似度高于相似度阈值。其中，重复度可以用新的待渲染栅格的周围栅格与历史待渲染栅格的周围栅格在对应方位上的栅格的距离之和来确定。若新的待渲染栅格的周围栅格与历史待渲染栅格的周围栅格之间存在差异栅格(某一个方位上的栅格两者之一不存在)，则默认相似度小于相似度阈值。
可选的，该方法可以应用于浏览器等，通过浏览器展示地理信息系统地图，并获取目标区域、区域视图范围信息，基于浏览器将目标区域划分为多个待渲染栅格，确定栅格地理位置信息，从多个预设数据采集站点(已知站点、国控站点、省控站点等)中确定多个相关站点及各相关站点的相关实测数据，进而得到各待渲染栅格的模拟数据，通过最大实测值和各模拟数据生成灰度图像，根据灰度-彩色映射关系对灰度图像各像素点进行上色，得到目标区域的彩色图像，实现目标区域的在线数据可视化。
可选的，根据彩色信息对灰度图像上色可以为：在浏览器页面根据彩色信息重绘插值渲染图层，以web地图形式呈现最终效果。
可选的，该方法的实现过程中，除gis展现依赖leaflet.js外，其余过程均采用原生javascript +h5技术开发，换句话说，该方法的实现可以基于浏览器底层技术实现，不再依赖于arcgis，不需要离线生成图片，延迟更小，能够实现在线实时渲染。参见图5，图5为一种基于H5技术实现上述方法所得到的图像的示意图。
在一个实施例中，目标区域的在线数据可视化所得到的可视图像上还显示数据类别，根据获取到的当前待展示数据类别指令，则可以灵活的变换可视图像，将对应当前待展示数据类别的可视图像加以显示。如选中的为PM2.5，则根据各站点的PM2.5的实测值确定待渲染栅格的模拟数据，完成渲染，得到可视图像。
可选的，继续参见图5，该可视图像上还可以显示各颜色对应的模拟数据的数值范围。
在一个实施例中，该方法可以直接采用步骤S101-步骤S104，不执行步骤S105，根据最大实测值、最小实测值和预设色阶生成线性色阶调色板，并获取线性色阶调色板的RGBA数据数组，该RGBA数据数组包括多个RGBA数据，直接根据模拟数据从线性色阶调色板的RGBA 数据数组确定对应的RGBA数据，然后基于该RGBA数据对模拟数据所在的待渲染栅格进行颜色渲染，实现目标区域的在线数据可视化。该实施例中，由于未借助于灰度图像，是对于待渲染栅格的区块进行颜色渲染，虽然速度相对于借助于灰度图像进行上色的方案相对较慢，但仍比相关技术中线下制图的方式速度要快一些。
本实施例提供的在线数据可视化实现方法，通过获取地理信息系统地图的目标区域及区域视图范围信息，将目标区域根据预设栅格大小划分为多个待渲染栅格，确定各待渲染栅格的栅格视图位置信息，并确定各待渲染栅格的栅格地理位置信息，从多个预设数据采集站点中确定多个相关站点及各相关站点的相关实测数据，进而得到各待渲染栅格的模拟数据，通过最大实测值和各模拟数据生成灰度图像，根据灰度-彩色映射关系对灰度图像各像素点进行上色，得到目标区域的彩色图像，实现目标区域的在线数据可视化，该方法成图效果好，速度快，可以动态调节，可实现全矢量化展示，色彩过渡好，交互性高。
可选的，该方法可以基于浏览器底层技术实现，不依赖于特定的gis平台服务，能够实现在线实时渲染，cpu占用率低。对于预设栅格大小等参数的调节更方便，能够实现参数的动态调节。
下面通过一个具体的实施例，示例性的对上述实施例所提供的在线数据可视化实现方法进行说明。
步骤一：目标区域的确定及区域视图范围信息的获取。
在当前显示界面上显示地理信息系统地图，获取区域选择指令确定目标区域，该区域选择指令可以是用户框选指令，如在显示区域框选一定的区域(可以通过鼠标点击某一位置拖动选区，也可以是通过多个点击位置自动连线形成选区等)、预先以行政区划等在地理信息系统地图设置多个预设选区，通过用户点击、滑动等方式获取用户的选择指令等，用户可以选择一个或多个预设选区。在进行目标区域的选择时，可以对地理信息系统地图进行放大、缩小、平移处理。确定了目标区域后，获取该目标区域的区域视图范围信息。当然，也可以将当前显示的画面作为目标区域，例如，以电子地图(地理信息系统地图)可视范围为画布 canvas。
步骤二：配置预设栅格大小，将电子地图划分为多个待渲染栅格，获取栅格视图位置信息。
该预设栅格大小可以根据本领域技术人员需要进行配置，也可以根据当前电子地图的缩放倍数等因素预先配置好。也即，根据当前电子地图的缩放倍数确定预设栅格大小。
当需要画面更为细腻、颜色渐变更为平滑时，可以将预设栅格大小设置为较小的值。将预设栅格大小cellSize:5，表示单个栅格为5*5像素。
根据预设栅格大小可以计算出视图(目标区域)的栅格矩阵为M*N的矩阵，M等于当前地图视图长除以cellSize取整+1，N等于地图视图宽除以cellSize取整+1。
在一个实施例中，当目标区域为电子地图的可视范围时，每次电子地图在浏览器缩放、平移或刷新时，所有待渲染栅格需依次重绘填满电子地图可视范围。
计算各待渲染栅格中心点坐标时，可以通过循环遍历M*N矩阵，也即遍历对应二维数值： (idw_array[M][N])，可得到栅格矩阵每个栅格中心点的像素坐标。
步骤三：确定各待渲染栅格的栅格地理位置信息。
可以通过Gis坐标转换可以得到中心点的经纬度坐标。
步骤四：确定相关站点及相关实测数据。
例如，通过Gis坐标转换可以得到中心点的经纬度坐标(栅格地理位置信息)，再遍历所有已知点位(如国控站点等)，通过距离公式排除掉影响范围外的站点，得到相关站点。获取相关站点的实测数据作为相关实测数据。例如，可以将各已知点位的影响范围与当前目标区域取交集，将与目标区域存在交集的已知点位作为相关站点。
步骤五：确定待渲染栅格的模拟数据。
可选的，可以利用循环分别计算公式(3)中分子
和分母
的值，并将结果存入相应的两个二维数组中；
运用插值算法(循环遍历包含分子、分母的两个二维数组，求和后相除)计算每个待渲染栅格中心点插值结果，以代表栅格区域的模拟值(模拟数据)。
可选的，还可以过滤掉插值范围外的栅格(在遍历栅格时，比对边界数组boundary，如果栅格中心点落在边界数组外，则跳过该栅格)，以此展现插值范围显示。
步骤六：灰度渲染。
根据插值结果进行灰度渲染(通过将插值结果除以最大值参数maxVal(最大实测值)，得到灰度比例a,0<a<＝1，通过设置画布canvas的2d context的globalAlpha为a)，生成灰度图像，并取到灰度图对应的像素数组color_data1。一种示例性的灰度渲染结果(灰度图像)如图6所示。
步骤六：全图像素级渲染。
根据最小值minVal(最小实测值)、最大值maxVal(最大实测值)和色阶gradient(预设色阶)，构造一个width为1，height为256，色阶为gradient,且对应值范围为minVal—maxVal的线性色阶渐调色板，最后通过canvas的2d context的getImageData函数取得该调色板的RGBA数据color_data2，建立灰度值数组color_data1与实际颜色调色板数组color_data2的对应关系，给灰度图像上色，并与GIS(扩展leaflet的基础类，构造自定义图层)相结合，实现插值结果可视化，例如在浏览器页面动态重绘插值渲染图层，以web地图形式呈现最终效果。参由于该方法所得到的数据可视化视图为矢量图，此时可以对该数据可视化视图直接进行放大或缩小，并不需要重新进行匹配或制图。
参见图7，图7为本发明提供的在线数据可视化实现系统700的一种结构示意图，如图7 所示，该系统包括：
获取模块701，用于获取地理信息系统地图的目标区域及目标区域的区域视图范围信息；
划分模块702，用于将目标区域根据预设栅格大小划分为多个待渲染栅格，确定各待渲染栅格的栅格视图位置信息，并根据各栅格画布位置信息和预设地理-视图位置转换关系确定各待渲染栅格的栅格地理位置信息；
相关站点确定模块703，用于根据各待渲染栅格的栅格地理位置信息从多个预设数据采集站点中确定多个相关站点，获取各相关站点的相关实测数据；
模拟数据确定模块704，用于根据各相关站点的相关实测数据、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定待渲染栅格的模拟数据，得到各待渲染栅格的模拟数据；
灰度图像生成模块705，用于获取最大实测值，根据最大实测值和各模拟数据确定各待渲染栅格的灰度比例，生成灰度图像；
可视化模块706，用于获取灰度图像中各像素点的灰度信息，根据灰度-彩色映射关系和灰度信息确定灰度图像各像素点的彩色信息，并根据彩色信息对灰度图像上色，得到目标区域的彩色图像，实现目标区域的在线数据可视化。
在本实施例中，该系统实质上是设置了多个模块用以执行上述实施例中的方法，具体功能和技术效果参照上述方法实施例即可，此处不再赘述。
参见图8，本发明实施例还提供了一种电子设备1100，包括处理器1101、存储器1102 和通信总线1103；
通信总线1103用于将处理器1101和存储器连接1102；
处理器1101用于执行存储器1102中存储的计算机程序，以实现如上述实施例一中的一个或多个所述的方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，
计算机程序用于使计算机执行如上述实施例一中的任一项所述的方法。
本申请实施例还提供了一种非易失性可读存储介质，该存储介质中存储有一个或多个模块(programs)，该一个或多个模块被应用在设备时，可以使得该设备执行本申请实施例的实施例一所包含步骤的指令(instructions)。
需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM 或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/ 或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
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 (10)
1.一种在线数据可视化实现方法，其特征在于，所述方法包括：
获取地理信息系统地图的目标区域及所述目标区域的区域视图范围信息；
将所述目标区域根据预设栅格大小划分为多个待渲染栅格，确定各所述待渲染栅格的栅格视图位置信息，并根据各所述栅格画布位置信息和预设地理-视图位置转换关系确定各所述待渲染栅格的栅格地理位置信息；
根据各待渲染栅格的栅格地理位置信息从多个预设数据采集站点中确定多个相关站点，获取各相关站点的相关实测数据；
根据各相关站点的相关实测数据、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定所述待渲染栅格的模拟数据，得到各待渲染栅格的模拟数据；
获取最大实测值，根据所述最大实测值和各模拟数据确定各待渲染栅格的灰度比例，生成灰度图像；
获取所述灰度图像中各像素点的灰度信息，根据灰度-彩色映射关系和所述灰度信息确定所述灰度图像各像素点的彩色信息，并根据所述彩色信息对各所述像素点上色，得到目标区域的彩色图像，实现所述目标区域的在线数据可视化。
2.如权利要求1所述的在线数据可视化实现方法，其特征在于，所述相关实测数据包括多个类别的实测值，根据各相关站点的相关实测数据、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定所述待渲染栅格的模拟数据包括：
获取当前待展示数据类别，根据所述当前待展示数据类别从各所述相关实测数据中确定待展示实测值；
根据各相关站点的待展示实测值、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定所述待渲染栅格的模拟数据。
3.如权利要求1所述的在线数据可视化实现方法，其特征在于，根据各相关站点的相关实测数据、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定所述待渲染栅格的模拟数据包括：
获取各相关站点对各所述待渲染栅格的数据影响权重；
根据所述数据影响权重、各相关站点的相关实测数据、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定所述待渲染栅格的模拟数据。
4.如权利要求1所述的在线数据可视化实现方法，其特征在于，所述目标区域包括以下至少之一：
所述地理信息系统地图的当前显示区域；
对所述地理信息系统地图进行框选操作的框选区域；
当前选定的预设框选区域。
5.如权利要求1-4任一项所述的在线数据可视化实现方法，其特征在于，根据各所述栅格地理位置信息从多个预设国控站点中确定多个相关站点之前，所述方法还包括：
获取预设边界地理范围信息；
根据预设边界地理范围信息和各所述栅格视图位置信息从各待渲染栅格中确定多个目标栅格，并将多个目标栅格确定为新的待渲染栅格。
6.如权利要求5所述的在线数据可视化实现方法，其特征在于，根据预设边界地理范围信息和各所述栅格视图位置信息从各待渲染栅格中确定多个目标栅格包括：
根据预设边界地理范围信息生成待渲染边界；
根据PNPoly算法确定所述待渲染栅格是否在待渲染边界内；
若所述待渲染栅格在待渲染边界内，将所述待渲染栅格作为目标栅格。
7.如权利要求1-4任一项所述的在线数据可视化实现方法，其特征在于，根据灰度-彩色映射关系和所述灰度信息确定所述灰度图像各像素点的彩色信息包括：
根据所述最大实测值、最小实测值和预设色阶生成线性色阶调色板，并获取所述线性色阶调色板的RGBA数据数组，所述RGBA数据数组包括多个RGBA数据；
基于各模拟数据建立灰度值与RGBA数据之间的映射关系；
根据所述映射关系和各所述像素点的灰度值确定各所述像素点的RGBA数据，将所述RGBA数据确定为彩色信息。
8.一种在线数据可视化实现系统，其特征在于，所述系统包括：
获取模块，用于获取地理信息系统地图的目标区域及所述目标区域的区域视图范围信息；
划分模块，用于将所述目标区域根据预设栅格大小划分为多个待渲染栅格，确定各所述待渲染栅格的栅格视图位置信息，并根据各所述栅格画布位置信息和预设地理-视图位置转换关系确定各所述待渲染栅格的栅格地理位置信息；
相关站点确定模块，用于根据各待渲染栅格的栅格地理位置信息从多个预设数据采集站点中确定多个相关站点，获取各相关站点的相关实测数据；
模拟数据确定模块，用于根据各相关站点的相关实测数据、待渲染栅格的栅格地理位置信息及各相关站点的站点地理位置信息分别确定所述待渲染栅格的模拟数据，得到各待渲染栅格的模拟数据；
灰度图像生成模块，用于获取最大实测值，根据所述最大实测值和各模拟数据确定各待渲染栅格的灰度比例，生成灰度图像；
可视化模块，用于获取所述灰度图像中各像素点的灰度信息，根据灰度-彩色映射关系和所述灰度信息确定所述灰度图像各像素点的彩色信息，并根据所述彩色信息对各所述像素点上色，得到目标区域的彩色图像，实现所述目标区域的在线数据可视化。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器和通信总线；
所述通信总线用于将所述处理器和存储器连接；
所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，
所述计算机程序用于使计算机执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |