CN111123408B - 一种基于gis预测降水分布的方法、***及存储介质 - Google Patents

一种基于gis预测降水分布的方法、***及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明所提供的一种基于GIS预测降水分布的方法、***及存储介质，实时获取至少三个降水点的位置信息和降水量数据，将已获的至少三个降水点所形成的区域称为降水区；根据已获降水点的位置信息和降水量数据，计算出所述降水区中未知降水点的降水量数据，得到所述降水区的降水量分布情况。本发明通过实时获取已获降水点的位置信息和降水量数据，能够根据所述已获降水点的空间地理位置推算出与其相关的未知降水点的降水量数据，实现对降水分布情况的预测。

Description

一种基于GIS预测降水分布的方法、***及存储介质
技术领域
本发明涉及气象学技术领域，尤其涉及的是一种基于GIS预测降水分布的方法、***及存储介质。
背景技术
GIS***即地理信息***，地理信息***是将计算机硬件、软件、地理数据以及***管理人员组织而成的对任一形式的地理信息进行高效获取、存储、更新、操作、分析及显示的集成。
在气象学领域常使用GIS***展示降水分布信息，实现途径是依靠气象卫星的遥感数据产品快速地获取当前的降水数据，按气象观测规范规定，气象站在有降水的情况下，每隔六小时观测一次，即每隔六小时会对GIS***展示的降水分布信息进行更新。在气象卫星观测间隔时间段内，GIS***中展示的降水分布信息并不能进行实时的更新；当不使用气象卫星进行实时观测并获取实时的降水数据时，不能够实现在一定时间间隔内预测出降水区内降水的变化和变化过程。
因此，现有技术存在缺陷，有待改进与发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于GIS预测降水分布的方法、***及存储介质，旨在解决现有技术中的当不使用气象卫星进行实时观测并获取实时的降水数据时，不能够实现在一定时间间隔内预测出降水区内降水的变化和变化过程的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种基于GIS预测降水分布的方法，其中，包括：
实时获取至少三个降水点的位置信息和降水量数据，将已获的至少三个降水点所形成的区域称为降水区；
根据已获降水点的位置信息和降水量数据，计算出所述降水区中未知降水点的降水量数据，得到所述降水区的降水量分布情况。
进一步地，实时获取至少三个降水点的位置信息和降水量数据，已获降水点所在区域形成降水区，具体包括：
实时获取至少三个预设基点传送的降水点的实时降水信息，所述实时降水信息包括已获降水点的位置信息和降水量数据；
在所述已获降水点范围内根据预设区域范围指定所述已获降水点所在的降水区；
用地理经纬度表示所述已获降水点和所述降水区的位置。
进一步地，根据已获降水点的位置信息和降水量数据，计算出所述降水区中未知降水点的降水量数据，得到所述降水区的降水量分布情况，具体包括：
根据预存的自协方差函数分析所述已获降水点的位置信息和所述未知降水点的位置信息，得到所述降水区中任意降水点位置所形成的拟合曲线；
根据所述拟合曲线和所述已获降水点的降水量数据，得到所述未知降水点的降水量数据，所有降水点的降水量数据显示在所述降水区，得到所述降水区的降水量分布情况。
进一步地，根据所述拟合曲线和所述已获降水点的降水量数据，得到所述未知降水点的降水量数据，所有降水点的降水量数据显示在所述降水区，得到所述降水区的降水量分布情况，之后包括：
将所述降水区中所有降水点映射到canvas对应的像素点上，将所有降水点对应的位置信息和降水量数据与所述像素点一一对应，得到虚拟的canvas降水分布图。
进一步地，将所述降水区中所有降水点映射到canvas对应的像素点上，将所有降水点对应的位置信息和降水量数据与所述像素点一一对应，得到虚拟的canvas降水分布图，之前包括：
根据预设的降水量颜色设定规则，对所述降水区中所有降水点的降水量数据进行颜色标识，经渲染得到降水区的降水分布情况。
进一步地，将所述降水区中所有降水点映射到canvas对应的像素点上，将所有降水点对应的位置信息和降水量数据与所述像素点一一对应，得到虚拟的canvas降水分布图，之后包括：
在canvas中像素化呈现所述虚拟的canvas降水分布图，得到承载有所述降水区的降水分布情况的canvas降水分布图片。
进一步地，所述在canvas中像素化呈现所述虚拟的canvas降水分布图，得到承载有所述降水区的降水分布情况的canvas降水分布图片，之后包括：
前端的GIS***获取所述canvas降水分布图片并呈现，形成可视化降水分布图。
进一步地，前端的GIS***获取所述canvas降水分布图片并呈现，形成可视化降水分布图，之后包括：
当改变所述已获降水点的降水量数据时，所述降水区中所有降水点的降水量数据对应更新，得到新的降水量分布情况；
根据新的降水量分布情况更新所述canvas降水分布图；
前端的GIS***获取更新后的canvas降水分布图对应的canvas降水分布图片并呈现，形成新的可视化降水分布图。
本发明还提供一种基于GIS预测降水分布的方法的***，其中，包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于执行如上所述的基于GIS预测降水分布的方法的***。
本发明还提供一种存储介质，其中，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序能够被执行以用于实现如上所述的基于GIS预测降水分布的方法。
本发明所提供的一种基于GIS预测降水分布的方法、***及存储介质，包括：实时获取至少三个降水点的位置信息和降水量数据，将已获的至少三个降水点所形成的区域称为降水区；根据已获降水点的位置信息和降水量数据，计算出所述降水区中未知降水点的降水量数据，得到所述降水区的降水量分布情况。本发明通过实时获取已获降水点的位置信息和降水量数据，能够根据所述已获降水点的空间地理位置推算出与其相关的未知降水点的降水量数据，实现根据已知的有限降水点的降水量数据，能够得知相关降水区未来降水的分布情况，有利于做出合理的降水分布估计，帮助市民掌握降水分布信息，便于市民的日常活动。
附图说明
图1是本发明中基于GIS预测降水分布的方法的较佳实施例的流程图。
图2是本发明中基于GIS预测降水分布的***的较佳实施例的功能原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参见图1，图1是本发明中一种基于GIS预测降水分布的方法的流程图。如图1所示，本发明实施例所述的一种基于GIS预测降水分布的方法包括以下步骤：
S100、实时获取至少三个降水点的位置信息和降水量数据，将已获的至少三个降水点所形成的区域称为降水区。
所述步骤S100具体包括：
S110、实时获取至少三个预设基点传送的降水点的实时降水信息，所述实时降水信息包括已获降水点的位置信息和降水量数据。
具体地，可在特定的地理位置上设定获取本地实时降水信息的设备，这些设备可为：雷达气象站、雨量器、井点降水设备、降水现象仪等，可以理解地，只要能够获取到特定地点的降水情况的设备或者方法均为本发明所要求保护的范围。
在根据已获降水点推算未知降水点的降水量数据时，已获降水点的点数越多，得到的降水分布数据越精确，越能准确预测出未知降水点的降水量数据。本发明中所述的已获降水点为已知降水量数据的特定地点，对应地，未知降水点为未知降水量数据的地点。
S120、在所述已获降水点范围内根据预设区域范围指定所述已获降水点所在的降水区。
技术开发人员可用过编码实现对降水区的选定，所述降水区包含所述的已获降水点，可以理解地，降水区越靠近所述已获降水点的分布范围，得到的预测降水量分布情况越精确，当降水区范围过广时，降水区中的某些未知降水点的降水量数据就无法进行精确估计，因而，技术开发人员可根据具体需求指定降水区。
进一步地，本发明中所述的降水区的地理形状并不做过多限定，可根据已获降水点的地理位置分布情况由技术开发人员指定，其中最常规的地理形状为矩形。
S130、用地理经纬度表示所述已获降水点和所述降水区的位置。具体地，所述降水点和降水区的地理位置表示形式可为(经度：x，纬度：y)，降水量数据可用毫米(mm)进行单位表示。
S200、根据已获降水点的位置信息和降水量数据，计算出所述降水区中未知降水点的降水量数据，得到所述降水区的降水量分布情况。
由于地理数据受空间相互作用和空间扩散的影响，彼此之间是相互关联的，故根据已获降水点的位置信息和降水量数据能够根据地理数据的空间相关性，推算和演绎出在同一个降水区中未知降水点的降水量数据。
所述步骤S200具体包括：
S210、根据预存的自协方差函数分析所述已获降水点的位置信息和所述未知降水点的位置信息，得到所述降水区中任意降水点位置所形成的拟合曲线。
具体地，利用自协方差函数根据已获降水点的位置信息和降水量数据进行空间建模，对未知降水点的降水量数据进行预测和回归计算。
S220、根据所述拟合曲线和所述已获降水点的降水量数据，得到所述未知降水点的降水量数据，所有降水点的降水量数据显示在所述降水区，得到所述降水区的降水量分布情况。所述拟合曲线和降水点的空间地理位置相关，具体的计算方式如下：
首先根据已获降水点的地理位置，计算两个已获降水点地理位置之间的半方差；
进一步计算未知降水点与已获降水点地理位置之间的半方差；
通过已获降水点的地理位置，依次求解多元方程，得到最优系数；
使用最优系数对已获降水点的地理位置信息和降水量数据进行加权求和，得到未知降水点的降水量数据。
将上述计算方式通过函数编入程序中，实现在程序中在特定位置输入降水量数据能够推算出相应的降水区中未知降水点的降水量数据，得到降水区的降水分布情况。
所述步骤S220之后包括：
S300、根据预设的降水量颜色设定规则，对所述降水区中所有降水点的降水量数据进行颜色标识，经渲染得到降水区的降水分布情况。
具体地，在进行计算函数编程时，对不同数值的降水量给予不同的颜色标识，如降水量从大到小可对应的颜色依次为深红色、砖红色、橙色、黄色、淡黄色、草绿色、中绿、深绿等，具体颜色的色域叠加表现为具体的降水量数值，将降水量的数值范围分布到R、G、B三色的位深数值上。可以理解地，根据使用者的习惯可对不同降水量赋予不同的颜色，具体可根据需求调整。
S400、将所述降水区中所有降水点映射到canvas对应的像素点上，将所有降水点对应的位置信息和降水量数据与所述像素点一一对应，得到虚拟的canvas降水分布图。
具体地，将所有的降水点看成是宏观上的像素点，每个降水点的降水量的数值用R、G、B表示，同样地，在canvas上会表现出相应的像素点和像素大小，进而所有的像素点可构成完整的图片。
S500、在canvas中像素化呈现所述虚拟的canvas降水分布图，得到承载有所述降水区的降水分布情况的canvas降水分布图片。可以理解地，通过降水区中降水点的颜色赋值，可以通过颜色分布直观显示降水量的分布情况。
S600、前端的GIS***获取所述canvas降水分布图片并呈现，形成可视化降水分布图。
当后台的编程人员将相关程序汇编成功之后，当用户使用GIS***时，GIS***能够呈现出降水分布图，以供用户读取降水分布信息。
S700、当改变所述已获降水点的降水量数据时，所述降水区中所有降水点的降水量数据对应更新，得到新的降水量分布情况；
根据新的降水量分布情况更新所述canvas降水分布图；
前端的GIS***获取更新后的canvas降水分布图对应的canvas降水分布图片并呈现，形成新的可视化降水分布图。
可以理解地，当在程序中重新输入已获降水点的降水量数据时，相对应地，降水区中的所有降点会根据预先编入的程序进行降水量数据的自动更新，便于根据实时的降水数据预测未来一定时间段内降水区的降水分布情况。同理，已获降水点也可以进行更改或添加，以实现更精准的降水分布情况预测，更改降水点时可以更改已获降水点的经纬度坐标。
根据已获降水点的降水量数据可推算出未知降水点的降水量数据，通过对已获降水点的位置信息和降水量数据进行实时的更新，可实现对降水区中降水分布情况的动态更新，得到降水区的降水变化情况和降水变化过程。
本发明还提供一种基于GIS预测降水分布的方法的***，其中，包括有存储器20，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器20中，且经配置以由一个或者一个以上处理器10执行所述一个或者一个以上程序包含用于执行如上所述的基于GIS预测降水分布的方法的***；具体如上所述。
本发明还提供一种存储介质，其中，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序能够被执行以用于实现如上所述的基于GIS预测降水分布的方法；具体如上所述。
综上所述，本发明公开的一种基于GIS预测降水分布的方法、***及存储介质，包括：实时获取至少三个降水点的位置信息和降水量数据，将已获的至少三个降水点所形成的区域称为降水区；根据已获降水点的位置信息和降水量数据，计算出所述降水区中未知降水点的降水量数据，得到所述降水区的降水量分布情况。本发明通过实时获取已获降水点的位置信息和降水量数据，能够根据所述已获降水点的空间地理位置推算出与其相关的未知降水点的降水量数据，实现根据已知的有限降水点的降水量数据，能够得知相关降水区未来降水的分布情况，有利于做出合理的降水分布估计，帮助市民掌握降水分布信息，便于市民的日常活动；同时，本发明中编写的预测降水量分布的程序支持对降水量数据的实时更新，能够实时预测降水区的的降水分布情况，进而展示一定时间段内降水变化过程。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于GIS预测降水分布的方法，其特征在于，包括：
实时获取至少三个降水点的位置信息和降水量数据，将已获的至少三个降水点所形成的区域称为降水区；
根据已获降水点的位置信息和降水量数据，计算出所述降水区中未知降水点的降水量数据，得到所述降水区的降水量分布情况；
所述根据已获降水点的位置信息和降水量数据，计算出所述降水区中未知降水点的降水量数据，得到所述降水区的降水量分布情况，具体包括：
根据预存的自协方差函数分析所述已获降水点的位置信息和所述未知降水点的位置信息，得到所述降水区中任意降水点位置所形成的拟合曲线；
根据所述拟合曲线和所述已获降水点的降水量数据，得到所述未知降水点的降水量数据，所有降水点的降水量数据显示在所述降水区，得到所述降水区的降水量分布情况。
2.根据权利要求1所述的基于GIS预测降水分布的方法，其特征在于，实时获取至少三个降水点的位置信息和降水量数据，已获降水点所在区域形成降水区，具体包括：
实时获取至少三个预设基点传送的降水点的实时降水信息，所述实时降水信息包括已获降水点的位置信息和降水量数据；
在所述已获降水点范围内根据预设区域范围指定所述已获降水点所在的降水区；
用地理经纬度表示所述已获降水点和所述降水区的位置。
3.根据权利要求1所述的基于GIS预测降水分布的方法，其特征在于，根据所述拟合曲线和所述已获降水点的降水量数据，得到所述未知降水点的降水量数据，所有降水点的降水量数据显示在所述降水区，得到所述降水区的降水量分布情况，之后包括：
将所述降水区中所有降水点映射到canvas对应的像素点上，将所有降水点对应的位置信息和降水量数据与所述像素点一一对应，得到虚拟的canvas降水分布图。
4.根据权利要求3所述的基于GIS预测降水分布的方法，其特征在于，将所述降水区中所有降水点映射到canvas对应的像素点上，将所有降水点对应的位置信息和降水量数据与所述像素点一一对应，得到虚拟的canvas降水分布图，之前包括：
根据预设的降水量颜色设定规则，对所述降水区中所有降水点的降水量数据进行颜色标识，经渲染得到降水区的降水分布情况。
5.根据权利要求3所述的基于GIS预测降水分布的方法，其特征在于，将所述降水区中所有降水点映射到canvas对应的像素点上，将所有降水点对应的位置信息和降水量数据与所述像素点一一对应，得到虚拟的canvas降水分布图，之后包括：
在canvas中像素化呈现所述虚拟的canvas降水分布图，得到承载有所述降水区的降水分布情况的canvas降水分布图片。
6.根据权利要求5所述的基于GIS预测降水分布的方法，其特征在于，所述在canvas中像素化呈现所述虚拟的canvas降水分布图，得到承载有所述降水区的降水分布情况的canvas降水分布图片，之后包括：
前端的GIS***获取所述canvas降水分布图片并呈现，形成可视化降水分布图。
7.根据权利要求5所述的基于GIS预测降水分布的方法，其特征在于，前端的GIS***获取所述canvas降水分布图片并呈现，形成可视化降水分布图，之后包括：
当改变所述已获降水点的降水量数据时，所述降水区中所有降水点的降水量数据对应更新，得到新的降水量分布情况；
根据新的降水量分布情况更新所述canvas降水分布图；
前端的GIS***获取更新后的canvas降水分布图对应的canvas降水分布图片并呈现，形成新的可视化降水分布图。
8.一种基于GIS预测降水分布的方法的***，其特征在于，包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于执行如权利要求1至7中任意一项所述的基于GIS预测降水分布的方法的***。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序能够被执行以用于实现如权利要求1-7任一项所述的基于GIS预测降水分布的方法。
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