[发明专利]一种Cesium引擎下基于聚类算法的海洋标量可视化方法及系统

权利要求书

1.一种Cesium引擎下基于聚类算法的海洋标量可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，获取全球海洋温度、盐度和海平面数据，插值构建海洋数据集；

步骤二,使用聚类算法对步骤一中构建的海洋标量数据进行聚类分析，根据聚类中心确定标量区间；具体的包括：

S1,使用基于欧式距离的k-means聚类算法，得到聚类中心值；首先通过手肘法确定聚类中心数目K的取值，其公式如下：

其中：Ci是第i个簇，p是Ci中的样本点，mi是Ci的质心(Ci中所有样本的均值)，SSE是所有样本的聚类误差，代表了聚类效果的好坏；

S2,根据聚类中心值确定合适的阈值，划分聚类空间；

步骤三,根据步骤二中确定得到的标量区间划分标量坐标数据，构建不同标量区间的三角网格数组；

步骤四,确定不同区间的颜色值，基于Cesium引擎的构建Geometry Instances方法进行前端绘制，根据粒子的连续位置用粒子渲染绘制动态轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种Cesium引擎下基于聚类算法的海洋标量可视化方法，其特征在于，所述步骤一中包括：

S1,使用request和response方法加载用于存储海洋网格数据的NetCDF文件；

S2,根据三角网格顶点值使用三角重心插值方法确定三角形中心标量值。

3.根据权利要求1所述的一种Cesium引擎下基于聚类算法的海洋标量可视化方法，其特征在于，所述步骤二中包括：

S1,使用基于欧式距离的k-means聚类算法，以温度数据为例，取温度标量作一维聚类分析，得到聚类中心值；

S2,根据聚类中心值确定合适的阈值，划分聚类空间。

4.根据权利要求1所述的一种Cesium引擎下基于聚类算法的海洋标量可视化方法，其特征在于，所述步骤三为构建三角网格点经纬度存储数组，针对每一个三角形，根据其中心标量值划分到不同数组中。

5.根据权利要求1所述的一种Cesium引擎下基于聚类算法的海洋标量可视化方法，其特征在于，所述步骤四中包括：

S1,根据温度、盐碱度和海平面的特性确定每个标量区间合适的颜色值；

S2,使用Cesium引擎的构建Geometry Instances方法对全球网格进行批量绘制，每个区间标量对应其Geometry Instance，通过三维渲染得到图像。

6.一种根据权利要求1至5任一项所述的Cesium引擎下基于聚类算法的海洋标量可视化方法用软件系统，其特征在于，包括

数据获取单元，用于获取全球海洋温度、盐度和海平面数据，插值构建海洋数据集；

数据处理单元，用于使用聚类算法对海洋标量数据进行聚类分析，根据聚类中心确定标量区间；以及根据标量区间划分标量坐标数据，构建不同标量区间的三角网格数组；

可视化单元，用于确定不同区间的颜色值，基于Cesium引擎的构建GeometryInstances方法进行前端绘制。

7.一种根据权利要求1至5任一项所述的Cesium引擎下基于聚类算法的海洋标量可视化方法用硬件系统，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当至少一个程序被至少一个处理器执行，使得至少一个处理器实现在Cesium引擎下基于聚类算法的海洋标量可视化方法。