区域海洋SCVT网格的生成方法、计算机设备及介质技术

本发明专利技术公开了一种区域海洋SCVT网格的生成方法、计算机设备及介质，涉及海洋信息处理技术领域，其方法包括根据定义的网格分辨率以及Delaunay三角网格的边长计算质量评判值，并将质量评判值最小的Delaunay三角网格的外接圆心加入到网格生成点中，重新生成三角网格，然后判断重新生成的三角网格的分辨率是否满足迭代条件，如此迭代循环，得到全球Denaunay三角网格，根据生成的全球Denaunay三角网格生成全球SCVT网格，并从全球SCVT网格提取目标海洋区域的SCVT网格，本发明专利技术网格分辨率可根据需求设置，能够实现高分辨率区域海洋SCVT网格的生成；并且计算量更小。并且计算量更小。并且计算量更小。

【技术实现步骤摘要】
区域海洋SCVT网格的生成方法、计算机设备及介质


[0001]本专利技术涉及海洋信息处理
，特别是涉及一种区域海洋SCVT网格的生成方法、计算机设备及介质。

技术介绍

[0002]现代海洋预报业务中，数值模式是重要的预报手段，包括海洋环流、风暴潮、海浪和海啸等数值模式。海洋数值模式是将海洋的偏微分方程组离散到网格中进行数值求解，因此采用何种网格进行离散是数值模式的重要问题之一。近年来SCVT网格逐渐应用到海洋数值模式中，SCVT(spherical centroidalVoronoitessellation)网格是一种非结构六边形网格，SCVT网格是由Voronoi六边形网格组成，具备过渡加密的能力，从而能够对关键区域采用高分辨率而非关键区域采用低变分率网格，保证关键区域的模拟效果，同时节约计算资源。而生成Denaunay三角网格是生成SCVT网格的关键步骤，也是计算量最大的步骤。目前，现有的生成Denaunay三角网格方法采用Lloyd类型方法，将一组顶点分布在球面上并通过不断迭代逐渐生成Voronoi网格，每一步迭代都需要重新把Voronoi对应的顶点重新移动至其质心处，并更新底层的Denaunay三角拓扑结构，但是其不能保证最小元素的网格质量，并且会耗费大量的计算资源。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种区域海洋SCVT网格的生成方法、计算机设备及介质，其网格分辨率可根据需求设置，能够实现高分辨率要求Denaunay三角网格的生成，且由于本申请将Delaunay三角网格的外接圆心加入到散点中，重新生成Delaunay三角网格，相较于现有技术中需要不断生成六边形网格，每一步迭代都需要重新把Voronoi对应的顶点重新移动至其质心处，并更新底层的Denaunay三角拓扑结构，本申请的计算量更小。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种区域海洋SCVT网格的生成方法，所述方法包括：
[0006]S1：基于定义的网格分辨率，采用Frontal
‑
Delaunay精细化方法生成全球Delaunay三角网格；其中，S1具体包括：
[0007]S11：在球面上生成网格生成点；所述网格生成点包括12个散点；
[0008]S12：基于所述网格生成点生成若干个第一Delaunay三角网格；
[0009]S13：根据定义的网格分辨率以及第一Delaunay三角网格的边长计算每一所述第一Delaunay三角网格的质量评判值；
[0010]S13：确定质量评判值最小的第一Delaunay三角网格；
[0011]S14：将质量评判值最小的第一Delaunay三角网格的外接圆心加入到步骤S12中的网格生成点中，并基于更新后的网格生成点生成若干个第二Delaunay三角网格；
[0012]S15：判断所述第二Delaunay三角网格的分辨率是否满足预设分辨率条件，若不满足，则将所述第二Delaunay三角网格替换所述第一Delaunay三角网格，返回步骤S13，直至
所有第二Delaunay三角网格满足预设分辨率条件，停止迭代；满足分辨率条件所述第二Delaunay三角网格为所述全球Delaunay三角网格；
[0013]S2：基于所述全球Delaunay三角网格，以及Delaunay三角网格与Voronoi六边形网格的对偶关系生成全球SCVT网格；所述全球SCVT网格包括若干个Voronoi六边形网格；若Voronoi六边形网格与Delaunay三角网格具有以下关系，则所述Voronoi六边形网格与所述Delaunay三角网格为对偶关系：六个Delaunay三角网格具有同一顶点，且所述顶点为Voronoi六边形网格的中心，所述Voronoi六边形网格的各顶点分别为六个所述Delaunay三角网格的中心；
[0014]S3：从所述全球SCVT网格中提取目标海洋区域的SCVT网格。
[0015]可选的，在步骤S3之后，还包括：
[0016]根据所述目标海洋区域的所述水深数据或海岸线数据标记所述目标海洋区域的SCVT网格中的陆地网格；
[0017]剔除标记的陆地网格中不与海洋相邻的网格，得到第一SCVT网格。
[0018]可选的，在得到第一SCVT网格之后，还包括：
[0019]对所述第一SCVT网格采用连通域分割算法进行连通域区域分割，得到若干个连通域编号不同的连通域网格组；每一连通域网格组对应若干网格；
[0020]将所述连通域网格组按网格数量排序；
[0021]剔除网格数量小于预设数量的连通域网格组，得到第二SCVT网格。
[0022]可选的，在得到第二SCVT网格之后，还包括：
[0023]若所述第二SCVT网格中的网格满足设定条件，则将网格标记为开边界网格，得到第三SCVT网格；所述设定条件为：网格的水深大于第一设定值、网格为非完整网格以及网格与所述目标海洋区域的边界的距离小于第二设定值；所述非完整网格为至少有一条边无相邻网格的网格。
[0024]可选的，在得到第三SCVT网格之后，还包括：
[0025]将海堤数据植入所述第三SCVT网格中；所述海堤数据包括海堤位置、高度和宽度。
[0026]可选的，步骤S2具体包括：
[0027]S21：将所有Delaunay三角网格的顶点进行编号；
[0028]S22：根据所述顶点的编号，基于Delaunay三角网格与Voronoi六边形网格的对偶关系生成Voronoi六边形网格；
[0029]S23：记录Voronoi六边形网格的网格参数；所述网格参数包括网格中心的经度和纬度、网格边长和网格面积；
[0030]S24：重复步骤S22和S23，直至遍历所有所述编号。
[0031]可选的，步骤S3具体包括：
[0032]基于目标海洋区域的形状以及所述全球SCVT网格的网格中心点的经度和纬度从所述全球SCVT网格中提取目标海洋区域的SCVT网格。
[0033]可选的，基于目标海洋区域的形状以及所述全球SCVT网格的网格中心点的经度和纬度从所述全球SCVT网格中提取目标海洋区域的SCVT网格，具体包括：
[0034]若所述目标海洋区域的形状为矩形，则所述根据矩形的顶点的经度和纬度以及网格中心点的经度和纬度，将不在所述目标海洋区域内的网格进行剔除；
[0035]若所述目标海洋区域的形状为圆形，则根据所述目标海洋区域的圆心和半径以及网格中心点的经度和纬度，将不在所述目标海洋区域内的网格进行剔除；
[0036]若所述目标海洋区域的形状为不规则形状，则根据所述目标海洋区域的shapefile文件生成多边形，根据多边形顶点的经度和纬度以及网格中心点的经度和纬度，将不在所述目标海洋区域内的网格进行剔除。
[0037]本专利技术还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种区域海洋SCVT网格的生成方法，其特征在于，所述方法包括：S1：基于定义的网格分辨率，采用Frontal
‑
Delaunay精细化方法生成全球Delaunay三角网格；其中，S1具体包括：S11：在球面上生成网格生成点；所述网格生成点包括12个散点；S12：基于所述网格生成点生成若干个第一Delaunay三角网格；S13：根据定义的网格分辨率以及第一Delaunay三角网格的边长计算每一所述第一Delaunay三角网格的质量评判值；S13：确定质量评判值最小的第一Delaunay三角网格；S14：将质量评判值最小的第一Delaunay三角网格的外接圆心加入到步骤S12中的网格生成点中，并基于更新后的网格生成点生成若干个第二Delaunay三角网格；S15：判断所述第二Delaunay三角网格的分辨率是否满足预设分辨率条件，若不满足，则将所述第二Delaunay三角网格替换所述第一Delaunay三角网格，返回步骤S13，直至所有第二Delaunay三角网格满足预设分辨率条件，停止迭代；满足分辨率条件所述第二Delaunay三角网格为所述全球Delaunay三角网格；S2：基于所述全球Delaunay三角网格，以及Delaunay三角网格与Voronoi六边形网格的对偶关系生成全球SCVT网格；所述全球SCVT网格包括若干个Voronoi六边形网格；若Voronoi六边形网格与Delaunay三角网格具有以下关系，则所述Voronoi六边形网格与所述Delaunay三角网格为对偶关系：六个Delaunay三角网格具有同一顶点，且所述顶点为Voronoi六边形网格的中心，所述Voronoi六边形网格的各顶点分别为六个所述Delaunay三角网格的中心；S3：从所述全球SCVT网格中提取目标海洋区域的SCVT网格。2.根据权利要求1所述的区域海洋SCVT网格的生成方法，其特征在于，在步骤S3之后，还包括：根据所述目标海洋区域的所述水深数据或海岸线数据标记所述目标海洋区域的SCVT网格中的陆地网格；剔除标记的陆地网格中不与海洋相邻的网格，得到第一SCVT网格。3.根据权利要求2所述的区域海洋SCVT网格的生成方法，其特征在于，在得到第一SCVT网格之后，还包括：对所述第一SCVT网格采用连通域分割算法进行连通域区域分割，得到若干个连通域编号不同的连通域网格组；每一连通域网格组对应若干网格；将所述连通域网格组按网格数量排序；剔除网格数量小于预设数量的连通域网格组，得到第二SCVT网格。4.根据权利要求3所述的区域海洋SCVT网格...

【专利技术属性】
技术研发人员：高元勇，于福江，符吉清，
申请(专利权)人：国家海洋环境预报中心，
类型：发明
国别省市：