[发明专利]一种海陆交错带气象等值线自动绘制方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋气象等值线绘制的技术领域。尤其涉及一种海陆交错带气象等值线自动绘制方法。

背景技术

等值线是制图对象中数值相等的各点连成的平滑曲线，它在水文、地质、海洋、大气等诸多领域都有非常重要的用途，比如气压场中的等压线图、大地测绘中的等高线图、地质中的矿体等值线图等等。目前等值线绘制和填充的方法已经比较成熟，但在海洋气象领域存在问题。海洋气象数据包含陆地和海洋区域，要素数值在海洋上变化平缓，而在陆地上变化显著。采用传统的等值线间隔设置方法会使等值线集中在陆地区域，在海洋区域则缺少可分辨的等值线，而其正是海洋气象工作者重点关注的区域。因此，如何自动地设置海洋气象等值线间隔，从而提高绘制要素的信息量，突出兴趣区域，是一个亟待解决的问题。

对于不等间距等值线，目前有两种间隔设置的方法：一是绘制人员根据具体数据手动设置；二是基于面积统计的间隔设置。手动设置法是利用软件绘制完等值线后，根据效果不断调整间隔，直到出来比较满意的结果。这种方法往往可以得到很好的效果，但是绘制过程麻烦，耗时耗力。面积统计的方法在一定程度上解决了人工绘制的问题，可以实现业务化批量处理，但是应用于海洋气象这类特殊数据时，绘制出的等值线效果无法满足专业要求。比如大气等压线的间隔通常需要设置为特定数值，如2.5百帕或者4百帕，而面积统计的方法只根据等面积原则划分，无法解决这类特殊需求。

针对以上问题，本发明提出一种海陆交错带气象等值线自动绘制方法，首先将原始要素与海陆分界数据做叠加分析，提取出海洋区域，然后进行斑点去噪计算得到海洋区域数值范围，再结合映射表选择合适的间隔值，合并海洋和陆地区域获得不等间距间隔，最后将间隔应用于MATLAB等值线绘制指令实现自动绘制。基于该方法可以实现海陆交错带气象等值线的自动绘制，并且能够突出海洋区域信息。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术存在的问题，提供一种海陆交错带气象等值线自动绘制方法。

一种海陆交错带气象等值线自动绘制方法包括如下步骤：

1)从多层多变量的海洋气象原始数据文件中读取出待绘制等值线的一层数据，再获取与该数据格式一致的海陆分界数据，利用海陆分界数据对原始数据做叠加分析，分离出海洋区域数据；

2)设定判断噪点的阈值，遍历数据中的每个像元，若当前像元的数值与周围相连的八个像元的方差减去整体的方差大于给定的阈值，则认为该像元为噪点，对该像元进行校正，以此得到海洋区域有效数值范围；

3)根据海洋区域的有效数值范围得到全部区域的一个划分；

4)分别构建海洋区域和其他区域的间隔表，根据间隔表设置各个区域不同疏密的间隔；

5)合并海洋区域和其他区域的间隔；

6)利用MATLAB批量读取数据，并将步骤5)合并后的间隔应用于MATLAB等值线绘制指令，实现自动绘制。

所述的步骤1)包括：从一个多层多变量的海洋气象原始数据文件中读取出待绘制等值线的一层数据，该层数据是由n行m列的二维规则格网构成，再获取与该数据格式一致的n行m列的海陆分界数据，海陆分界数据包含与其相对应的二值数据，每个像元都引用相同的地理位置，海陆分界二值数据中0代表其他，1代表海洋，利用海陆分界数据对原始数据做叠加分析，分离出海洋区域数据。

所述的步骤2)包括：设定一个判断噪点的阈值，遍历数据中的每个像元，若当前像元的数值f(i，j)与周围相连的八个像元的方差σ²减去整体的方差大于给定的阈值，则认为该像元为噪点，该方法可用以下公式表示：