[发明专利]一种面向栅格数据的区域与流域数据程序化提取方法

摘要

本发明公开了一种面向栅格数据的区域与流域数据程序化提取方法，所述方法的具体操作流程包括：文件读取；空间重叠计算；数据输出；函数调用4个子模块部分；本发明通过脚本语言的开发环境，避免了批量数据的人工处理过程，规避了商业软件的复杂操作及版权等问题，保证目标区域观测或预测空间数据提取的准确性和高效性，而且代码结构简单，操作方便灵活，效率高。

主权项

1.一种面向栅格数据的区域与流域数据程序化提取方法，其特征在于，所述方法包括：S1：将栅格NetCDF文件和矢量shape文件作为输入数据，利用开源栅格空间数据转换库netCDF4的Dataset函数读取栅格NetCDF文件中的气象栅格数据，利用矢量空间数据库shapefile的reader函数读取矢量shape文件中的区域矢量边界数据；S2：以shp文件矢量边界数据中的矩形边界为计算区域，以计算区域内包含的所有坐标点为中心，利用shapely数据库的buffer函数依次建立若干与气象栅格数据中原始栅格像元大小一致的缓冲区；S3：利用shapely数据库中的points、polygon函数，遍历shp文件中所有不规则图斑边界的points，并将points绘制成新图形；S4：采用shapely数据库中的intersection函数，依次将步骤S2中建立的原始栅格像元点的缓冲区与步骤S3中建立的新图形进行重叠计算，利用pyproj.Proj函数计算出重叠栅格的面积属性，将重叠栅格面积比重与栅格像元值相乘计算出单个重叠栅格内的温度加权值，将温度加权值进行累计求平均得到计算区域加权平均温度值，具体公式如下：其中，i，j分别代表具有重合范围的栅格经度和纬度范围，Tem_ij、a_ij指代重合栅格ij的温度和面积；C_ij代表重叠栅格个数；Tem_ave为计算区域加权平均温度；S5：利用datetime函数将float浮点型的日期改成str字符型日期显示，以便于输出区域加权温度值的日期标识；S6：采用pandas数据库中的dataframe函数将计算区域加权平均温度值、重叠栅格面积值、重叠栅格像元的原始值进行存储到字典中，然后输出并保存重叠栅格面积图、重叠栅格像元图、平均温度历年变化图和原始栅格对应像元温度表格；S7：将步骤S1‑S6封装成独立函数模块Class，以点序列文件或shp边界文件为输入，得到定量温度或其他气象指标元组作为输出，实现对NetCDF长序列数据的程序化提取。