一种城市水务降雨量等值线绘制方法及绘制系统与流程

本发明涉及气象学技术领域，尤其涉及一种城市水务降雨量等值线绘制方法及一种城市水务降雨量等值线绘制系统。

背景技术：

降雨是水雨情信息化重要的气候要素，快速、准确的绘制降雨区域的等值线可以准确把握辖区内的降雨情况。

现有技术中的等值线的绘制通常较复杂，且适用环境单一，因此，如何能够快捷简便的进行等雨量线绘制成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种城市水务降雨量等值线绘制方法及一种城市水务降雨量等值线绘制系统，以解决现有技术中的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种城市水务降雨量等值线绘制方法，其中，所述城市水务降雨量等值线绘制方法包括：

确定城市水务降雨量等值线的绘制需求；

获取地图上的降雨量监测点；

根据获取到的降雨量监测点并结合城市水务降雨量等值线的绘制需求，设置降雨量监测查补点；

确定所述降雨量监测查补点的数值；

根据所述降雨量监测点和所述降雨量监测查补点进行等值线运算；

根据所述等值线运算的结果进行等值线绘制。

优选地，所述城市水务降雨量等值线的绘制需求包括：不同流域面积的降雨量等值线绘制和不同雨量测点数的降雨量等值线绘制。

优选地，所述城市水务降雨量等值线绘制方法还包括在所述获取地图上的降雨量监测点的步骤前进行的：

加载位图或者地理信息系统作为底图；

根据实际的降雨量监测站，在地图上定位降雨量监测站位置，得到降雨量监测点。

优选地，所述确定所述降雨量监测查补点的数值包括：

通过对临近监测点进行算数平均、距离加权或者单点赋值运算模拟真实降雨量；

得到所述降雨量监测查补点的数值。

作为本发明的第二个方面，提供一种城市水务降雨量等值线绘制系统，其中，所述城市水务降雨量等值线绘制系统包括：

需求确定模块，所述需求确定模块用于确定城市水务降雨量等值线的绘制需求；

获取模块，所述获取模块用于获取地图上的降雨量监测点；

设置模块，所述设置模块用于根据获取到的降雨量监测点并结合城市水务降雨量等值线的绘制需求，设置降雨量监测查补点；

数值确定模块，所述数值确定模块用于确定所述降雨量监测查补点的数值；

等值线运算模块，所述等值线运算模块用于根据所述降雨量监测点和所述降雨量监测查补点进行等值线运算；

等值线绘制模块，所述等值线绘制模块用于根据所述等值线运算的结果进行等值线绘制。

本发明提供的城市水务降雨量等值线绘制方法，能够适用于不同流域面积、不同雨量测点数的等雨量线绘制，且具有运算速度快，等值线圆滑，线型美观接近实际的优势，另外，本发明提供的城市水务降雨量等值线绘制方法不仅可以基于所有地理信息系统平台上，也适用于位图上绘制。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的城市水务降雨量等值线绘制方法的流程图。

图2为本发明提供的降雨量监测点设置示意图。

图3为本发明提供的监测查补点设置示意图。

图4为本发明提供的查补点设置后的三角网示意图。

图5为本发明提供的等值运算和绘制后的示意图。

图6为本发明提供的等值线初步绘制示意图。

图7为本发明提供的等值线的示意图。

图8为本发明提供的上关为中心的等值分割点示意图。

图9为本发明提供的上关为中心的等值线绘制初步示意图。

图10为本发明提供的三次线性平滑法的一次运算坐标图。

图11为本发明提供的三次线性平滑法的二次运算坐标图。

图12为本发明提供的三次线性平滑法的三次运算坐标图。

图13为本发明提供的二折线绘制示意图。

图14为本发明提供的首次运算生成的三折线示意图。

图15为本发明提供的二次运算生成的五折线示意图。

图16为本发明提供的三次运算生成的九折线示意图。

图17为本发明提供的图9经过三次线性平滑法后的折线图。

图18为本发明提供的封闭曲线的等值线图。

图19为本发明提供的开放曲线的等值线图。

图20为本发明提供的开放曲线着色后的等值线图。

图21为本发明提供的图6所示的经过三次线性平滑法后的等值线图。

图22为本发明提供的城市水务降雨量等值线绘制系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的第一个方面，提供一种城市水务降雨量等值线绘制方法，其中，如图1所示，所述城市水务降雨量等值线绘制方法包括：

s110、确定城市水务降雨量等值线的绘制需求；

s120、获取地图上的降雨量监测点；

s130、根据获取到的降雨量监测点并结合城市水务降雨量等值线的绘制需求，设置降雨量监测查补点；

s140、确定所述降雨量监测查补点的数值；

s150、根据所述降雨量监测点和所述降雨量监测查补点进行等值线运算；

s160、根据所述等值线运算的结果进行等值线绘制。

本发明提供的城市水务降雨量等值线绘制方法，能够适用于不同流域面积、不同雨量测点数的等雨量线绘制，且具有运算速度快，等值线圆滑，线型美观接近实际的优势，另外，本发明提供的城市水务降雨量等值线绘制方法不仅可以基于所有地理信息系统平台上，也适用于位图上绘制。

具体地，所述城市水务降雨量等值线的绘制需求包括：不同流域面积的降雨量等值线绘制和不同雨量测点数的降雨量等值线绘制。

具体地，所述城市水务降雨量等值线绘制方法还包括在所述获取地图上的降雨量监测点的步骤前进行的：

加载位图或者地理信息系统作为底图；

根据实际的降雨量监测站，在地图上定位降雨量监测站位置，得到降雨量监测点。

进一步具体地，如图2所示，图中的圆点为设置的降雨量监测点，优选地，降雨监测点的数量为10。在地图上设置降雨量监测点等值线图通常在地图上绘制，因此首先需加载位图或者地理信息系统作为底图，再根据实际的降雨量监测站，在地图上定位降雨量监测站位置。

优选地，如图3所示，设置监测查补点，由于等值线绘制仅限在三角形内，通过10个监测点构建的三角形可以看出，存在部分流域无法绘制等值线的区域。因此，需要在上方流域内设置降雨量监测查补点。根据视觉需要，案例中增设了两个查补点，11和12编号的查补点。图4是增设了2个查补点后构建的三角网。从图4可以看出，基于三角形内构建的等值线基本上可以覆盖全流域。

具体地，所述确定所述降雨量监测查补点的数值包括：

通过对临近监测点进行算数平均、距离加权或者单点赋值运算模拟真实降雨量；

得到所述降雨量监测查补点的数值。

由于查补点并非实际的降雨量监测点，其无真实的降雨量数据来源。因此，可以通过临近监测点通过算术平均、距离加权、单点赋值等方法使其具有模拟真实的降雨量。

具体地，如图5所示，为等值线运算和绘制，图5中包括模拟的降雨量值，构建的三角网，等值线以及等值线值。

下面结合图6至图9对具体设置原理进行详细说明。各个三角形根据各三角形点进行等分分割，考虑全图最小降雨量和最多降雨量，进行三角形边线等分分割。具体地，果河桥24值最小，上关300值最大。通常一张图绘制四级等值线比较美观，故根据最大最小降雨量，设置等值线间隔值为65。各等级值为80、145、210、275。

如图7所示，为取上关为中心的周边三角形进行的解释说明。根据80、145、210、275的分割，根据线长及两端点值标出等值分割点。

图8所示，大部分三角形线段被210和275等值线分割。根据等值三角形平面原理：在一个三角形平面内，相同值同时存在两边。因此仅需将各个三角形等值线相连即可连成等值线图。

图9所示，为等值线雏形，然后可以采用三点三次平滑法，即可绘制出圆滑美观的等值线。

进一步具体地，所示三次线性平滑法：基本原理就是将相邻的三个点，即两条折线，经过三次运算扩展为圆滑的九条折线。

结合图10至图12的坐标关系图，对三次线性平滑法的运算进行详细说明。

如图10所示，为三次线性平滑法的一次运算坐标图，一次运算后2线变3线：

d＝3*a/4+b/4；

e＝a/4+3*b/4；

f＝3*b/4+c/4；

g＝b/4+3*c/4。

如图11所示，为三次线性平滑法的二次运算坐标图，二次运算后3线变6线：

h＝3*d/4+e/4；

i＝d/4+3*e/4；

j＝3*e/4+f/4；

k＝e/4+3*f/4；

l＝3*f/4+g/4；

m＝f/4+3*g/4。

如图12所示，为三次线性平滑法的三次运算坐标图，三次运算后6线变8线：

n＝3*h/4+i/4；

o＝h/4+3*i/4；

p＝3*i/4+j/4；

q＝i/4+3*j/4；

r＝3*j/4+k/4；

s＝j/4+3*k/4；

t＝3*k/4+l/4；

u＝k/4+3*l/4；

v＝3*l/4+m/4；

w＝l/4+3*m/4。

进一步具体地，如图13所示，以原始坐标点：a(100，400)、b(500，100)，c(900，400)两折线：

如图14所示，首次运算生成三折线：

如图15所示，二次运算生成五折线：

如图16所示，三次运算生成九折线，基本达到圆滑的目的：

如图17所示，为图9经过三次线性平滑法后的折线图。

图18为封闭曲线的等值线图，图19为开放曲线的等值线图，图20为开放曲线着色后的等值线图，图21为图6所示的经过三次线性平滑法后的等值线图。

作为本发明的第二个方面，提供一种城市水务降雨量等值线绘制系统，其中，如图22所示，所述城市水务降雨量等值线绘制系统10包括：

需求确定模块110，所述需求确定模块110用于确定城市水务降雨量等值线的绘制需求；

获取模块120，所述获取模块120用于获取地图上的降雨量监测点；

设置模块130，所述设置模块130用于根据获取到的降雨量监测点并结合城市水务降雨量等值线的绘制需求，设置降雨量监测查补点；

数值确定模块140，所述数值确定模块140用于确定所述降雨量监测查补点的数值；

等值线运算模块150，所述等值线运算模块150用于根据所述降雨量监测点和所述降雨量监测查补点进行等值线运算；

等值线绘制模块160，所述等值线绘制模块160用于根据所述等值线运算的结果进行等值线绘制。

本发明提供的城市水务降雨量等值线绘制系统，能够适用于不同流域面积、不同雨量测点数的等雨量线绘制，且具有运算速度快，等值线圆滑，线型美观接近实际的优势，另外，本发明提供的城市水务降雨量等值线绘制系统不仅可以基于所有地理信息系统平台上，也适用于位图上绘制。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。