[发明专利]一种气象预报格点数据专用压缩方法

权利要求书

1.一种气象预报格点数据专用压缩方法，其特征在于：采用如下步骤：

S10：建立原文件：对于一个有m个格点，有k个气象要素(A₁A₂A₃…A_K)，有n个时间片的气象数据文件，称为原文件；

S20：将步骤S10中的原文件压缩处理后，形成目标文件，采用如下步骤：

S201：定义压缩数据包，数据包是指气象要素和时间片的组合；

定义一到多个压缩数据包，这些压缩数据包所包含的气象要素和时间片应完整覆盖原文件的所有气象要素和时间片，而且每个压缩数据包之间不能出现重复气象要素和时间片组合；例如，原文件有温度、湿度、风力三个气象要素，预报未来48小时逐6小时共8个时间片的预报数据，定义如下3个数据包：

(1)温度、湿度，第1到第4个时间片；

(2)温度、湿度，第5到第8个时间片；

(3)风力，第1到第8个时间片；

以上3个数据包可以完整覆盖温度、湿度、风力的第1到第8个时间片的数据，而且每个数据包之间不会有重复；

如果上述的第(2)个数据包改为：温度、湿度、第3到第6个时间片；那么会出现两个情况：

(1)温度、湿度的第3、第4两个时间片同时包含在数据包1和2中；(2)温度、湿度的第7、第8个时间片没有包含在任何数据包中，出现数据遗漏；

S202：逐个压缩数据包进行压缩处理；

S203：将每个数据包的压缩结果依次合并，形成目标文件。

2.根据权利要求1所述的一种气象预报格点数据专用压缩方法，其特征在于：步骤S202中的逐个压缩数据包进行压缩处理，其采用如下步骤：

S202-1：划分子区域：(1)将区域的格点分为A、B两个子区域：

划分A和B区域的方法如下：对于当前处理的压缩数据包，首先对区域中所有格点划分为n子区域R-1,R-2,R-3，…,R-n，使得:

a)每个子区域内所有格点的数据包取值一样；

b)不同子区域的数据包取值不同；

c)所有子区域的格点完整覆盖整个区域；

d)子区域R-1,R-2,R-3，…,R-n按包含格点数从大到小排列；

令i＝1，进入S202-2的处理；

(2)子区域A所有格点的数据包取值完全一样，而且子区域A是满足特定条件的情况下，能够找到的最大的一个子区域；

S202-2：判断子区域R-i是否有压缩价值：

(1)如果子区域R-i的格点数占所有格点数的比例太低，按压缩存储格式处理后节省不了多少空间，甚至所占空间更多；

判断规则如下：

首先确定数据包的大小，假设数据包(DP)有3个气象要素，每个气象要素包括未来72小时逐3小时的预报数据，也就是24个时间片的数据；那么这个数据包有3*24个数值；

如果每个数值是一个2字节整数，则这个数据包的大小为：k＝3*24*2＝144字节；

评估子区域R-i的比例，原文件整个区域有m个格点，而子区域R-i有a个格点；

由于每个格点都有数据包的一个数值，不压缩的情况下，子区域R-i的这些气象数据所需存储空间为k*a＝144a字节；

如果对子区域R-i进行压缩，该子区域所需的存储空间包括两部分：位描述段、数据段位描述段为m/8个字节，数据段为一个数据包的数值，所需空间为144字节，合计m/8+144字节；

因此，必须有m/8+144144a，才有压缩价值，压缩比为：(144a–(m/8+144))/144a，也就是要求am/1152+1；对于有10000个格点的原文件，子区域R-i至少要有10个格点才有压缩价值；

(2)上述(1)中的情况下没有压缩价值，进入步骤S202-4；否则，

(3)如有压缩价值，进入步骤S202-3；

S202-3：子区域R-i有压缩价值的处理：

(1)在判断子区域R-i具有压缩价值的情况下，对子区域R-i进行压缩；

(2)压缩后的数据由两段组成：子区域R-i描述段，数据包(DP)的数值段；

子区域描述段采用位映射描述结构来描述该子区域包含哪些格点；数据包(DP)的数值段描述该数据包中各气象要素在各个时间片中的取值；

由于子区域内每个格点的取值一样，因此每个气象要素的每个时间片只有一个数值，从而压缩了存储空间；

(3)并将这两段数据写入目标文件中；

(4)令i＝i+1,回到步骤S202-1中进行处理；

S202-4：子区域R-i无压缩价值的处理：

子区域R-i无压缩价值的情况下，对子区域R-i以及剩余的其他所有子区域中的所有格点，按格点排列顺序向目标文件中写入每个格点对应的数据包数值即可。