[发明专利]极地投影模式下多变量时空数据的可视化方法

权利要求书

1.一种极地投影模式下多变量时空数据的可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获得目标变量和地理区域数据；

S2：根据所述目标变量绘制目标变量可视化图像；

S3：根据地理区域数据绘制地理区域背景；

S4：根据所述目标变量可视化图像和所述地理区域背景显示效果图像。

2.根据权利要求1所述的极地投影模式下多变量时空数据的可视化方法，其特征在于，如果所述目标变量为标量，则所述步骤S2进一步包括：

S21：采用等角或等积或等距投影变换，将所有网格顶点从二维正交经纬空间映射到二维极地投影空间；

S22：使用标量绘制方法根据所述目标标量在二维极地投影空间中绘制标量可视化图像。

3.根据权利要求2所述的极地投影模式下多变量时空数据的可视化方法，其特征在于，所述步骤S22进一步包括：

S221：根据标量数值区间和颜色区间的映射关系，建立颜色查找表；

S222：在二维极地投影空间中，根据网格顶点上的标量数值搜索所述颜色查找表，获取网格顶点的颜色值，并生成一幅与数据网格分辨率相同的纹理图像；

S223：将所述网格顶点的颜色映射到所述纹理图像像素上；

S224：根据清晰度的需求，生成绘制网格，计算所述绘制网格中所有网格顶点的纹理坐标，将所述纹理图像贴到所述绘制网格上；

S225：通过图形硬件对所述纹理图像进行双线性插值，生成所述绘制网格所在的图像空间中所有像素点的颜色值，从而生成标量可视化图像。

4.根据权利要求1所述的极地投影模式下多变量时空数据的可视化方法，其特征在于，如果所述目标变量为矢量，则所述步骤S2进一步包括：

S23：通过极地投影变换和矢量的空间变换，将矢量从二维正交经纬空间变换到二维极地投影空间；

S24：使用矢量绘制方法，在二维极地投影空间中绘制矢量可视化图像。

5.根据权利要求4所述的极地投影模式下多变量时空数据的可视化方法，其特征在于，所述步骤S23进一步包括：

S231：通过极地投影变换，将所有网格顶点从二维正交经纬空间变换到二维极地投影空间；

S232：通过矢量空间变换，将矢量从二维正交经纬空间变换到二维极地投影空间。

6.根据权利要求4所述的极地投影模式下多变量时空数据的可视化方法，其特征在于，所述步骤S24进一步包括：

S241：在二维极地投影空间中，生成单位矢量图元的所有顶点；

S242：每个矢量所在网格顶点或网格单元上，根据矢量分量所定义的方向进行旋转操作，根据矢量的长度进行放缩处理，获得该矢量所映射图元的顶点坐标和拓扑信息；

S243：根据矢量长度区间和颜色区间的映射关系，建立颜色查找表；

S244：根据所述矢量长度搜索所述颜色查找表，获取矢量图元的颜色；

S245：根据所述矢量图元的顶点坐标和拓扑信息，使用获得的所述矢量图元颜色，生成矢量可视化图像。

7.根据权利要求1所述的极地投影模式下多变量时空数据的可视化方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括：

S31：在二维正交经纬坐标空间中，将地理边界数据中所有大洲和湖泊的边界线，转换成对应的二维正交经纬空间中的地理区域轮廓线；

S32：根据最低有效纬度设置，在二维正交经纬空间中对所述地理区域轮廓线进行裁剪，获得有效纬度范围内的地理区域轮廓线；

S33：通过极地投影变换，将裁剪后的地理区域轮廓线上的所有顶点由二维正交经纬空间变换到二维极地投影空间，获得二维极地投影空间中的地理区域轮廓线数据：

S34：根据二维极地投影空间中的地理区域轮廓线数据，绘制地理区域背景。

8.根据权利要求7所述的极地投影模式下多变量时空数据的可视化方法，其特征在于，如果所述目标变量为标量，则所述步骤S34进一步包括：

S341：使用线条带法，绘制二维极地投影空间中的地理区域轮廓线：

S342：根据最低纬度设置，并调用经纬线圈绘制函数，绘制经纬线圈。

9.根据权利要求7所述的极地投影模式下多变量时空数据的可视化方法，其特征在于，如果目标变量为标量，则所述步骤S34进一步包括：

S343：在二维极地投影空间中，对地理区域轮廓线所围区域进行三角剖分，生成地理区域剖分网格；

S344：根据洞的内点，从地理区域剖分网格中剔除“洞”内三角形，生成带亏格的地理区域剖分网格；

S345：使用多边形填充方法，绘制地理区域剖分网格；

S346：根据最低纬度设置，并调用经纬线圈绘制函数，绘制经纬线圈。