[发明专利]一种等值线插值方法

说明书

技术领域

本发明涉及等值线实时生成过程中的插值方法。 

背景技术

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，或如中国发明专利申请CN 200710016657.7、中国发明专利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。 

发明内容

(一)要解决的技术问题 

本发明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，本发明提供了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)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n个观测点的坐标，p₀(x₀，y₀)，p₁(x₁，y₁)…p_n-1(x_n-1，y_n-1)，所述n个点(n≥7)的函数值为z₀，z₁，…z_n-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；