[发明专利]动态展示区域空气质量和气象场的方法

权利要求书

1.一种动态展示区域空气质量和气象场的方法，其特征在于，包括：

S1：对监测点位数据进行浓度插值，以获取区域内各种污染物的空间分布渲染图；

S2：采用中尺度气象模式MM5模拟高精度的区域气象场，所述区域气象场包括多个正方形网格点；

S3：选取任一所述正方形网格点的任一边上的任一点作为初始流线质点，以所述初始流线质点确定下一流线质点，并对下一所述流线质点所经过的所述正方形网格点进行再次分割，依次类推，直至确定出所述气象场内单个时间片上的所有流线质点，连接所有流线质点以绘制出气象场单个时间片上的流线；

S4：重复S3以绘制出所述气象场多个时间片上的多条流线，以生成静态气象场；

S5：采用轨迹跟踪法获取所述流体质点在时间域和空间域中的运动轨迹以生成动态气象场；

S6：对所述动态气象场进行可视化表达；

S7：对所述污染物的空间分布渲染图和所述动态气象场进行三维动态叠加展示，以实现区域空气质量和所述气象场的动态展示。

2.如权利要求1所述的动态展示区域空气质量和气象场的方法，其特征在于，S3中以所述初始流线质点确定下一流线质点具体包括：

S31：根据空间几何知识求取所述初始流线质点P的矢量p：

其中，所选取的任一所述正方形网格点为ABCD，所述初始流线质点P位于AB边上，点A、B及P的坐标分别为（x₁，y₁）、（x₂，y₂）及（x₀，y₀），θ，表示A、B两点的风向角度，M、N表示A、B矢量的模，

i＝(x_o-x₂)/(x₁-x₂)

j＝(x₁-x_o)/(x₁-x₂)；

S32：根据所述矢量p确定下一流线质点的出口位置及方向。

3.如权利要求1所述的动态展示区域空气质量和气象场的方法，其特征在于，S4具体包括：

S41：以S3中所绘制的所述流线为初始流线；

S42：对所述初始流线所经过的所述网格点进行标记；

S43：按照S3的方法绘制下一条所述流线时，判断当前所述流线质点所经过的网格点是否被标记；

S44：根据判断结果继续按照S3的方法寻找下一所述流线质点，或将当前所述流线质点作为下一条所述流线的终点。

4.如权利要求1所述的动态展示区域空气质量和气象场的方法，其特征在于，S5具体包括：

S51：根据所述中尺度气象模式模拟得到的风场源数据提取研究区域内每个所述正方形网格点的风速及风向信息；

S52：根据所述研究区域和网格间距计算每个所述正方形网格点的中心点坐标；

S53：根据所述风速、风向及中心点坐标以S3的方法确定出单个时间片上各条流线的所述流线质点，再结合所述风速绘制质点运动流线，并记录每条所述质点运动流线的终点；

S54：以每条所述质点运动流线的终点作为起点，计算连续时间片上的质点运动轨迹，以绘制出不同时间片上的所述流线质点的迹线图，并保存数据。

5.如权利要求1所述的动态展示区域空气质量和气象场的方法，其特征在于，S6具体包括：

S61：建立所述动态气象场的三维时空数据模型；

S62：对所述动态气象场进行动态可视化表达；

S63：基于粒子系统对所述动态气象场进行时空过程模拟。

6.如权利要求5所述的动态展示空气质量和气象场的方法，S61具体包括：

根据所述动态气象场获取气象场数据，所述气象场数据包括空间源数据、时间源数据及属性数据；

对所述气象场数据进行参考统一化；

根据参考统一化后的所述气象场数据建立所述动态气象场的三维时空数据模型。

7.如权利要求6所述的动态展示区域空气质量和气象场的方法，其特征在于，所述空间源数据包括空间坐标及地理信息，所述时间源数据包括描述过程的时间、流线/迹线的开始、消失时间、所述流体质点出现时间、运动时间及消失时间，所述属性数据包括风向及风速。