空气质量模式预报数据的可视化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种空气质量模式预报数据的可视化方法及装置。该方法包括由空气质量模式预报数据生成三维纹理数据，三维纹理数据包括地理范围及地理范围所包括的各地理区块对应的空气质量数据；在地图上建立地理范围的立方体；以观察点为起点与观察点可见的立方体面上的各点建立射线，在射线位于立方体内的部分上生成多个采样点；确定各采样点所属的地理区块及对应的空气质量数据，依据颜色属性值与空气质量数据的对应，将各采样点的空气质量数据转化成对应的颜色属性值；针对各射线，分别对同一射线上各采样点的颜色属性值进行累加以得到观察点可见的立方体面与射线的交叉点处的颜色属性值。可在浏览器端实现空气质量模式预报数据的三维立体展示。

【技术实现步骤摘要】
空气质量模式预报数据的可视化方法及装置
本专利技术涉及空气质量模式预报领域，更为具体来说，本专利技术涉及一种空气质量模式预报数据的可视化方法及装置。
技术介绍
现有技术在空气质量数值模式预报时，在水平方向上将地理空间划分为规则的网格，每个网格大小固定(例如5km×5km)，在网格顶点输出模式预报数据，比如PM2.5浓度值、PM10浓度值和/或SO2浓度值等；在垂直方向上，将预报空间划分为多层，每层的网格数目相同。在数据的可视化上，往往以地面层的空气质量预报结果数据表示该区域内的空气质量状况，上述方法存在以下缺点：1)空气污染过程在地理空间上是三维立体的，存在从高空到地面不同层之间的传输、沉降，单层污染物无法完整地表示空间污染状态，而且对于空气质量模式预报结果也是选取了部分数据；2)相较于单层平面的展示，三维立体更加形象，符合人们对实际空气质量污染状况的认知。由此可见，现有技术中空气质量模式预报数据通常以二维分布图形式展示，在数据源上选取单层污染物渲染。
技术实现思路
本专利技术创新地提供了一种空气质量模式预报数据的可视化方法，实现在浏览器端空气质量模式预报数据的三维可视化。为实现上述的技术目的，一方面，本专利技术公开了一种空气质量模式预报数据的可视化方法。所述空气质量模式预报数据的可视化方法包括：由空气质量模式预报数据生成三维纹理数据，三维纹理数据包括地理范围以及地理范围所包括的各个地理区块对应的空气质量数据；在地图上建立所述地理范围的立方体；以观察点为起点与观察点可见的立方体各面上的各个点建立射线，在射线位于立方体内的部分上生成多个采样点；根据三维纹理数据确定各个采样点位置所属的地理区块以及对应的空气质量数据，依据颜色属性值与空气质量数据的对应关系，将各个采样点位置的空气质量数据转化成对应的颜色属性值；针对各条射线，分别对同一条射线上各个采样点的颜色属性值进行累加以得到观察点可见的立方体各面与所述射线的交叉点处的颜色属性值，从而生成空气质量模式预报数据的三维立体展示。进一步地，对于所述空气质量模式预报数据的可视化方法，所述地理区块为网格，所述空气质量模式预报数据是多个网格数据，各个网格的大小相同而且每层网格的数目相同；由空气质量模式预报数据生成三维纹理数据，包括：根据空气质量模式预报数据中网格总行数、总列数和总层数、网格大小、层高、以及中心点坐标和中心点坐标对应的行号和列号，计算地理范围的顶点坐标。进一步地，对于所述空气质量模式预报数据的可视化方法，在射线位于立方体内的部分上生成多个采样点，包括：在射线位于立方体内的部分上按照预设间隔生成多个采样点。进一步地，对于所述空气质量模式预报数据的可视化方法，由空气质量模式预报数据生成三维纹理数据，包括：通过向下取整函数将各个地理区块对应的原始空气质量数据分别处理成介于0-255之间的对应整数，作为纹理存储的空气质量数据。进一步地，对于所述空气质量模式预报数据的可视化方法，根据三维纹理数据确定各个采样点位置所属的地理区块以及对应的空气质量数据，包括：将各个采样点位置所属的地理区块对应的纹理存储的空气质量数据转化为原始空气质量数据。进一步地，对于所述空气质量模式预报数据的可视化方法，所述空气质量数据包括污染物浓度值。进一步地，对于所述空气质量模式预报数据的可视化方法，所述颜色属性值包括颜色透明度值。为实现上述的技术目的，另一方面，本专利技术公开了一种空气质量模式预报数据的可视化装置。所述空气质量模式预报数据的可视化装置包括：三维纹理数据生成单元，用于由空气质量模式预报数据生成三维纹理数据，三维纹理数据包括地理范围以及地理范围所包括的各个地理区块对应的空气质量数据；立方体建立单元，用于在地图上建立所述地理范围的立方体；射线采样单元，用于以观察点为起点与观察点可见的立方体各面上的各个点建立射线，在射线位于立方体内的部分上生成多个采样点；颜色属性值转化单元，用于根据三维纹理数据确定各个采样点位置所属的地理区块以及对应的空气质量数据，依据颜色属性值与空气质量数据的对应关系，将各个采样点位置的空气质量数据转化成对应的颜色属性值；颜色属性值累加单元，用于针对各条射线，分别对同一条射线上各个采样点的颜色属性值进行累加以得到观察点可见的立方体各面与所述射线的交叉点处的颜色属性值，从而生成空气质量模式预报数据的三维立体展示。为实现上述的技术目的，又一方面，本专利技术公开了一种计算设备。所述计算设备包括：一个或多个处理器，以及与所述一个或多个处理器耦合的存储器，所述存储器存储指令，当所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行上述方法。为实现上述的技术目的，再一方面，本专利技术公开了一种机器可读存储介质。所述机器可读存储介质存储有可执行指令，所述指令当被执行时使得所述机器执行上述方法。本专利技术的有益效果为：本专利技术实施例提供的空气质量模式预报数据的可视化方法及装置，预先将空气质量模式数据生成三维纹理数据，在地图上依据三维纹理数据坐标建立立方体模型，采用射线法间隔生成立方体内采样点，从三维纹理数据中提取采样点空气质量数据，依据颜色图例，将空气质量浓度值转化为对应的颜色值，最后对所有颜色值进行颜色和透明度累加，生成最终的效果。可以在浏览器端实现空气质量模式预报数据的三维立体展示，计算方法简单，可以在WebGL程序中快速实现。附图说明图中，图1为本专利技术一个实施例提供的空气质量模式预报数据的可视化方法的流程图；图2为本专利技术一个示例提供的空气质量模式网格数据的示意图；图3为本专利技术一个示例提供的射线与立方体相交的示意图；图4为本专利技术一个示例提供的颜色RGB值和污染物浓度值对应关系的图例；图5为本专利技术一个示例提供的空气质量模式预报数据的三维立体展示效果图；图6为本专利技术另一个实施例提供的空气质量模式预报数据的可视化装置的结构示意图；图7为根据本专利技术实施例的用于空气质量模式预报数据的可视化处理的计算设备的结构框图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术提供的空气质量模式预报数据的可视化方法及装置进行详细的解释和说明。图1为本专利技术一个实施例提供的空气质量模式预报数据的可视化方法的流程图。如图1所示，在步骤S110，由空气质量模式预报数据生成三维纹理数据，三维纹理数据包括地理范围以及地理范围所包括的各个地理区块对应的空气质量数据。其中，地理区块可以为网格。作为一种可选实施方式，空气质量模式预报数据是多个网格数据，各个网格的大小相同而且每层网格的数目相同。根据空气质量模式预报数据中网格总行数、总列数和总层数、网格大小、层高以及中心点坐标和中心点坐标对应的行号和列号，计算地理范围的顶点坐标。具体来说，计算模式地理范围可以依据空气质量模式预报数据网格总行数和总列数(m×n)、网格大小(dx×dy)、中心点坐标(x，y)和中心点坐标对应网格点的行列号(i，j)、总层数(l)和层高(dz)来计算，可以通过如下公式计算地理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气质量模式预报数据的可视化方法，其特征在于，包括：/n由空气质量模式预报数据生成三维纹理数据，三维纹理数据包括地理范围以及地理范围所包括的各个地理区块对应的空气质量数据；/n在地图上建立所述地理范围的立方体；/n以观察点为起点与观察点可见的立方体各面上的各个点建立射线，在射线位于立方体内的部分上生成多个采样点；/n根据三维纹理数据确定各个采样点位置所属的地理区块以及对应的空气质量数据，依据颜色属性值与空气质量数据的对应关系，将各个采样点位置的空气质量数据转化成对应的颜色属性值；/n针对各条射线，分别对同一条射线上各个采样点的颜色属性值进行累加以得到观察点可见的立方体各面与所述射线的交叉点处的颜色属性值，从而生成空气质量模式预报数据的三维立体展示。/n

【技术特征摘要】
1.一种空气质量模式预报数据的可视化方法，其特征在于，包括：
由空气质量模式预报数据生成三维纹理数据，三维纹理数据包括地理范围以及地理范围所包括的各个地理区块对应的空气质量数据；
在地图上建立所述地理范围的立方体；
以观察点为起点与观察点可见的立方体各面上的各个点建立射线，在射线位于立方体内的部分上生成多个采样点；
根据三维纹理数据确定各个采样点位置所属的地理区块以及对应的空气质量数据，依据颜色属性值与空气质量数据的对应关系，将各个采样点位置的空气质量数据转化成对应的颜色属性值；
针对各条射线，分别对同一条射线上各个采样点的颜色属性值进行累加以得到观察点可见的立方体各面与所述射线的交叉点处的颜色属性值，从而生成空气质量模式预报数据的三维立体展示。


2.根据权利要求1所述的空气质量模式预报数据的可视化方法，其特征在于，所述地理区块为网格，所述空气质量模式预报数据是多个网格数据，各个网格的大小相同而且每层网格的数目相同；
由空气质量模式预报数据生成三维纹理数据，包括：根据空气质量模式预报数据中网格总行数、总列数和总层数、网格大小、层高、以及中心点坐标和中心点坐标对应的行号和列号，计算地理范围的顶点坐标。


3.根据权利要求1所述的空气质量模式预报数据的可视化方法，其特征在于，在射线位于立方体内的部分上生成多个采样点，包括：在射线位于立方体内的部分上按照预设间隔生成多个采样点。


4.根据权利要求1所述的空气质量模式预报数据的可视化方法，其特征在于，由空气质量模式预报数据生成三维纹理数据，包括：
通过向下取整函数将各个地理区块对应的原始空气质量数据分别处理成介于0-255之间的对应整数，作为纹理存储的空气质量数据。


5.根据权利要求4所述的空气质量模式预报数据的可视化方法，其特征在于，根据三维纹理数据确定各...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亮，肖伟，赵耀，刘阳，梁竑，晚军艳，潘龙龙，秦东明，
申请(专利权)人：中科三清科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11