本发明专利技术涉及一种在等值线图片中改变等值线插值点点后修改等值线的方法，通过获取所述等值线图片中平面点内n个点的坐标，对待插值点p(x，y)进行双曲面插值。本发明专利技术的方法由于在多项式插值算法中引用了权，能有效地改善由于数据存在明显的趋势和数据空间分布不以致造成的插值误差。本发明专利技术还涉及建立了非退化直线方法，并在此基础上，开发了点与多边形关系(点在多边形内)新的算法，该算法用于等值线边界裁减中，降低运算时间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及等值线实时生成过程中的插值方法。
技术介绍
等值线(Contour)来源于测绘学上的等高线，是用一组光滑曲线来表示连续面状分布的制图现象数量特征渐变的方法。在工程应用领域，等值线被广泛应用于用一组监测数据反应大自然实际变化状态的最直观的工具，如降雨范围、温度变化、土壤墒情变化、病虫害分布等。目前能够进行等值线分析及绘制的方法如Surfer、Matlab、ArcGis软件中涉及的多种方法，或如中国专利技术专利申请CN 200710016657. 7、中国专利技术专利ZL 200510066109. 6 中公开的方法。这些方法中，等值线计算一般采用插值法(内插法)，即将计算区域划分为网格，然后向各个网格投影已有数据的散点，每个网格上得到一组数据，将具有相同数据的网格点连接起来，再通过圆滑处理获得等值线。把等值线分割出的区域用不同颜色进行渲染而得到等值面。实际工作中，这些软件或工具生成的等值线一般都存在以下问题1.不能在可视化界面实时修正等值线。2.生成等值线不能进行非锯齿化无缝边界裁剪或者速度较慢。3.生成的等值线图输出非矢量化，或者矢量化但没有属性信息。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是要克服上述不足，提供一种在可视化地图中，在线改变离散点，即时插值，修改等值线的方法。( 二 )技术方案为了达到上述目的，本专利技术提供了一种等值线生成方法，所述方法包括给定平面中的η个散点，在指定区域内对该区域进行规则矩形网格剖分，利用带权二次多项式插值算法获得各网格节点的值，然后根据网格节点坐标及值，跟踪绘制出等值线，具体步骤如下(1)指定等值线区域，为一矩形范围，；(2)把该矩形区域定义为(m-1) X (n_l)个网格，各网格点的序号排列为横向j =1，2，3. ..η;纵向i = 1，2，3. ..m，每一个网格的横边长为Dx，纵边长为Dy;(3)使用带权的二次多项式算法，插值出各网格点的值；(4)找出各等值点并连接生成该矩形区域内的等值线；(5)给定实际工作中有效的区域多边形，对矩形区域内的等值线进行裁剪，最终得到有效区域内的等值线图；以上步骤生成的等值线，都具有矢量信息，每条线都是具有实际意义的坐标所组成，并且具有等值线数值，可将该矢量信息进行输出。 其中，所述带权的二次多项式插值算法步骤为获取所述等值线图片中平面点内 η个观测点的坐标，P0 (x0, y0), Pl(xi; yi)…Plri (Xlri，y^)，所述η个点(η彡7)的函数值为权利要求1 一种等值线生成方法，所述方法包括给定平面中的η个散点，在指定区域内对该区域进行规则矩形网格剖分，利用带权二次多项式插值算法获得各网格节点的值，然后根据网格节点坐标及值，跟踪绘制出等值线，具体步骤如下(1)指定等值线区域，为一矩形范围，；(2)把该矩形区域定义为(m-1)X (n-1)个网格，各网格点的序号排列为横向j = 1， 2，3. ..η;纵向i = 1，2，3. ..m，每一个网格的横边长为Dx，纵边长为Dy;(3)插值获得各网格点的值；(4)找出各等值点并连接生成该矩形区域内的等值线；(5)给定实际工作中有效的区域多边形，对矩形区域内的等值线进行裁剪，最终得到有效区域内的等值线图；其特征在于步骤(3)中，使用带权的二次多项式算法进行插值，步骤为获取所述等值线图片中平面点内η个观测点的坐标，η彡7，P0 (x0, y0)，Ρι(χ1 Yl)……Plri (Xlri，yn_i)，所述 η个点的函数值为Ztl，Z1, -Zn^1 ；对待插值点F(a，b)进行双曲面插值，双曲面插值多项式为2.根据权利要求1所述的等值线生成方法，其特征在于通过在步骤3中改变η个点的值，进行重新插值。3.根据权利要求2所述的等值线生成方法，其特征在于在地图中改变离散点包括新增离散点、删除离散点、修改离散点的值、移动离散点。全文摘要本专利技术涉及一种在等值线图片中改变等值线插值点点后修改等值线的方法，通过获取所述等值线图片中平面点内n个点的坐标，对待插值点p(x，y)进行双曲面插值。本专利技术的方法由于在多项式插值算法中引用了权，能有效地改善由于数据存在明显的趋势和数据空间分布不以致造成的插值误差。本专利技术还涉及建立了非退化直线方法，并在此基础上，开发了点与多边形关系(点在多边形内)新的算法，该算法用于等值线边界裁减中，降低运算时间。文档编号G06F19/00GK102289605SQ20111026031公开日2011年12月21日 申请日期2011年9月5日 优先权日2011年9月5日专利技术者焦中志, 翟彩霞, 薛伟 申请人:北京清流技术发展有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种等值线生成方法，所述方法包括给定平面中的ｎ个散点，在指定区域内对该区域进行规则矩形网格剖分，利用带权二次多项式插值算法获得各网格节点的值，然后根据网格节点坐标及值，跟踪绘制出等值线，具体步骤如下：（１）指定等值线区域，为一矩形范围［ＭｉｎＸ，ＭｉｎＹ］，［ＭａｘＸ，ＭａｘＹ］；（２）把该矩形区域定义为（ｍ－１）×（ｎ－１）个网格，各网格点的序号排列为：横向ｊ＝１，２，３．．．ｎ；纵向ｉ＝１，２，３．．．ｍ，每一个网格的横边长为Ｄｘ，纵边长为Ｄｙ；（３）插值获得各网格点的值；（４）找出各等值点并连接生成该矩形区域内的等值线；（５）给定实际工作中有效的区域多边形，对矩形区域内的等值线进行裁剪，最终得到有效区域内的等值线图；其特征在于步骤（３）中，使用带权的二次多项式算法进行插值，步骤为：获取所述等值线图片中平面点内ｎ个观测点的坐标，ｎ≥７，ｐ０（ｘ０，ｙ０），ｐ１（ｘ１，ｙ１）……ｐｎ－１（ｘｎ－１，ｙｎ－１），所述ｎ个点的函数值为ｚ０，ｚ１，…ｚｎ－１；对待插值点Ｆ（ａ，ｂ）进行双曲面插值，双曲面插值多项式为：Ｆ（ｘ，ｙ）＝ｃ１＋ｃ２ｘ＋ｃ３ｙ＋ｃ４ｘｙ＋ｃ５ｘ２＋ｃ６ｙ２ （１）式（１）中ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５，ｃ６是系数，采用带权最小二乘法求解，求解方法为；设平方差（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）Ｑ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｆ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｙ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｚ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｗ（／ｍｉ）?（ｍｏ）［（／ｍｏ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｙ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｂ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｏ）］（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）式（２）中Ｗ是权函数；（ａ，ｂ）是待插点坐标；分别对ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５，ｃ６求导，并令得到系数矩阵 （３）（ｍａｔｈ）??（ｍｆｅｎｃｅｄｏｐｅｎ＝＇｛＇ｃｌｏｓｅ＝＇＇）?（ｍｔａｂｌｅ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｃ（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；ｗ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｃ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｗｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｃ（／ｍｉ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｗｙ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｃ（／ｍｉ）?（ｍｎ）４（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｗｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｙ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｃ（／ｍｉ）?（ｍｎ）５（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）ｗｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｃ（／ｍｉ）?（ｍｎ）６（／ｍ...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：薛伟，焦中志，翟彩霞，
申请(专利权)人：北京清流技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：11
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