本发明专利技术公开了一种基于用户位置的实时环境监测专题图片快速生成方法。本方法为：1)服务器对环境监测数据进行空间插值得到栅格图层，然后根据栅格图层生成PNG格网图片；2)用户端发送环境查询请求，服务器根据该请求生成请求区域的矩形坐标范围；3)服务器根据请求中的时间信息、专题图类型和矩形坐标范围，从格网图片数据库中查询得到请求区域的所有PNG格网图片；然后进行拼接并用矩形范围进行剪裁得到一环境监测专题图片返回到用户端进行展示。本发明专利技术使得用户可以方便快速地从时空位置上的理解周围的环境情况。
【技术实现步骤摘要】
—种基于用户位置的实时环境监测专题图片快速生成方法
本专利技术是基于用户位置信息提供实时环境监测数据专题图片快速生成技术，具体涉及一种根据用户移动终端的位置信息，以可视化图片的方式向用户提供其当前位置周围一定区域范围内的环境质量监测专题图信息的方法。
技术介绍
环境问题日益严重，尤其是城市中的空气污染，噪声污染，成为最严重的环境问题之一，直接关系到人们的健康。使公众获得环境相关信息，不仅有助于公众认识所生活的环境状况，还有利于提高其环保意识。而由于人有与生俱来的空间视觉能力，所以地图成为公众科学数据可视化的主要形式。在基础底图的基础上，加入专题数据，直观的展现该专题某一属性在空间上的分布情况的地图即为专题图。环境专题图可以展示环境监测数据的实时地理可视化结果，不仅易于大众理解，具有视觉吸引力，还有效的帮助人们应对信息过剩，直观快捷的获取生活环境的污染状况，具有极大的应用价值。 基于位置服务(locat1n based service,简称LBS)是首先通过定位技术确定用户所持的移动终端的地理位置，然后利用无线通讯技术和GIS技术将与该位置相关的信息服务提供给用户的移动终端。基于位置的服务可分为两类:一类基于用户的查询而提供服务；另一类是向用户直接推送服务，如营销信息。LBS包括定位技术、移动互联网技术和地理信息技术。现有的移动定位技术有很多，使用最广泛的有GPS定位、网络定位和联合定位技术。移动传输技术有6卩1?，00獻，'?0獻，103-00獻，1正1，11獻1，卫星通信技术等等。地理信息技术则是针对空间数据进行分析、处理、制作专题图以及发布等功能。随着Android和1S移动操作系统的快速发展，LBS在各行各业的应用也越来越广泛。 现有技术条件下，基于位置的实时环境质量监测服务，例如空气污染指标、温度、降水等，只向用户提供空间坐标点处的监测实际值或模拟值，或该区域的整体平均值，这种以数值的形式展现给用户并不易使用户理解当前地理位置周围的真实环境质量。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术目的在于提出一种基于用户移动终端的时间和位置信息，实现任意地理位置区域范围内实时环境监测数据专题图快速生成图片返回给用户，向用户提供基于时空信息的实时环境质量监测信息，使得用户可以方便快速地从时空位置上理解周围的环境情况的方法。 本专利技术的步骤包括: I)数据预处理环境定时获取实时环境监测数据，将环境监测数据及其时空信息保存到实时环境监测数据库进行存储； 2)采用协同克里格空间插值方法，将步骤I)获取的带有时空信息的各种实时监测数据和地形、温度、交通流量等背景栅格数据进行空间插值得到栅格图层，保存到时空栅格数据库； 3)将步骤2)插值得到的栅格图层，设置颜色方案，然后按照一定比例尺在GIS软件中生成256x256像素的PNG格网图片，将时空信息和格网图片一起保存到格网图片数据库； 4)用户在请求时候，使用移动终端设备进行定位，将坐标位置、距离范围、时间信息和专题图类型等作为请求输入参数上传到WEB服务器； 5)WEB服务器接收请求后，以坐标点为中心，用户指定的距离范围为单位进行计算，生成请求区域的矩形坐标范围； 6)服务器根据步骤4)提交的时间信息、专题图类型和步骤5)生成的矩形坐标范围，跟步骤3)生成的格网图片数据信息进行时空相交查询得到用户请求区域的所有PNG格网图片； 7)将步骤6)得到的用户请求区域的PNG格网图片进行拼接，并用步骤5)的矩形范围进行剪裁得到用户请求所需的环境监测专题图片，在图片上标记图例和时间信息等后，以HTTP协议返回到用户客户端进行展示。 与现有技术相比，本专利技术的积极效果为: 本专利技术提出一种基于用户移动终端的时间和位置信息，实现任意地理位置区域范围内实时环境监测数据专题图快速生成图片并返回给用户，向用户提供基于时空信息的实时环境质量监测信息。 在实现技术上，使用WEB服务环境和数据预处理环境进行分离，将实时环境监测数据获取、时空栅格数据插值、时空栅格格网图片生成等复杂、耗时的计算任务在后台异步执行。WEB服务程序只执行时空格网图片查询和图片拼接剪裁任务，降低服务器的计算负载量，快速响应用户对实时环境监测数据专题图片的请求，使得用户可以方便快速地从时空位置上的理解周围的环境情况。 【附图说明】 附图为基于用户位置的实时环境监测专题图片的快速生成流程图。 【具体实施方式】 本专利技术中涉及到2个数据服务环境:数据预处理环境和WEB服务环境，其中数据预处理环境实现:实时监测数据定时获取和存储，实时监测数据空间插值，实时监测栅格数据格网图片生成，实时监测数据格网图片时空存储等步骤；WEB服务环境负责接收客户端服务请求，解析请求参数进行矩形范围计算，实时监测数据格网图片时空相交检索，图片拼接到裁等功能。 下面结合附图和大气污染物数据为例对本专利技术作进一步详细描述: 数据预处理环境 第一步、实时监测数据定时获取和存储:使用Python语言编写数据爬取服务程序，每20分钟定时从互联网大气环境监测网站上爬取原始大气污染物监测数据，使用Python正则表达式re模块进行解析，提取监测时间信息(dateh)，监测点经纬度坐标(X，y)，监测点名称(city)，监测点编号(name)，监测指标值(SO2, O3, NOx,，CO, PM2.5，PM10)等，将数据组合成json格式数据,存储在mongodb数据库。 Json数据格式为: { _id:0bjectld(52cb6af9af56137081000000), co: 2.3， no2:74， so2:59, o3:7， 〃ρηι10:10Γ， 〃pm25:147, 〃x: 116.417， y: 39.929， 〃dateh:2014010710， city: bei jing, 〃city0〃:〃 北京市， name:东四 } 第二步、实时监测数据空间插值:当第一步中所有监测网站的数据爬取完成后，从mongodb数据库中抽取最新插入的所有实时监测数据，例如监测时间dateh =〃2014010710〃的所有数据，去除无数值的异常记录。 由于实时监测数据的坐标为经纬度地理坐标，需要将地理坐标系转换为平面投影坐标系统，中国区域采用Albers坐标系统。利用Python+OGR软件包进行坐标投影转换。投影转换完成后，利用开源R统计软件中geoR模块和constrainedKriging模块，采用协同克里格空间插值方法，分别对每一项监测指标值(S02，03，N0X,，CO, PM2.5，PM10)和地形、温度、交通流量等背景栅格数据进行空间插值，插值后栅格数据的分辨率取决于实际范围、插值效果和监测点分布情况等，根据实际情况进行调整，我们采用90m分辨率对每一项监测指标值进行插值得到栅格数据。 第三步、实时监测栅格数据格网图片生成: 我们对步骤2)的插值后栅格数据进行格网图片生成，格网图片的比例尺根据栅格数据的分辨率，覆盖范围等进行选择；我们选择1:25万比例尺利用Python+GDAL软件包进行PNG格网图片生成。格网图片计算过程如本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于用户位置的实时环境监测专题图片快速生成方法，其步骤为：1)服务器定时获取实时环境监测数据，将环境监测数据及其时空信息保存到实时环境监测数据库；2)对环境监测数据进行空间插值得到栅格图层，保存到时空栅格数据库；3)对所述栅格图层设置颜色方案，然后按照一定比例尺在GIS软件中生成PNG格网图片，将时空信息和格网图片一起保存到格网图片数据库；4)用户客户端向服务器发送环境查询请求，所述环境查询请求包括用户客户端的坐标位置、距离范围、时间和专题图类型；5)服务器接收该环境查询请求后，以坐标位置为中心，指定的距离范围为单位进行计算，生成请求区域的矩形坐标范围；6)服务器根据环境查询请求中的时间信息、专题图类型和所述矩形坐标范围，从所述格网图片数据库中查询得到请求区域的所有PNG格网图片；7)服务器对请求区域的PNG格网图片进行拼接，并用所述矩形范围进行剪裁得到一环境监测专题图片返回到用户客户端进行展示。
【技术特征摘要】
1.一种基于用户位置的实时环境监测专题图片快速生成方法，其步骤为: 1)服务器定时获取实时环境监测数据，将环境监测数据及其时空信息保存到实时环境监测数据库； 2)对环境监测数据进行空间插值得到栅格图层，保存到时空栅格数据库； 3)对所述栅格图层设置颜色方案，然后按照一定比例尺在GIS软件中生成PNG格网图片，将时空信息和格网图片一起保存到格网图片数据库； 4)用户客户端向服务器发送环境查询请求，所述环境查询请求包括用户客户端的坐标位置、距离范围、时间和专题图类型； 5)服务器接收该环境查询请求后，以坐标位置为中心，指定的距离范围为单位进行计算，生成请求区域的矩形坐标范围； 6)服务器根据环境查询请求中的时间信息、专题图类型和所述矩形坐标范围，从所述格网图片数据库中查询得到请求区域的所有PNG格网图片； 7)服务器对请求区域的PNG格网图片进行拼接，并用所述矩形范围进行剪裁得到一环境监测专题图片返回到用户客户端进行展示。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述生成PNG格网图片，将时空信息和格网图片一起保存到格网图片数据库的方法为: 21)根据设置的栅格数据的空间范围和比例尺，计算整个插值栅格数据的格网图片总数量； 22)计算每一格网图片Tu对应...
【专利技术属性】
技术研发人员：王学志，赵江华，黎建辉，周园春，
申请(专利权)人：中国科学院计算机网络信息中心，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。