[发明专利]一种基于矢量电子海图的气象要素叠加显示方法

说明书

本发明涉及到一种基于矢量电子海图的气象要素叠加显示方法，该方法先对不同时段的气象标准数据进行解码处理，再根据获取的数据划定气象要素的绘制区域，然后根据气象要素的数值范围，选定调色板颜色范围，再然后根据数值算法进行数据滤波，最后根据墨卡托投影生成图片像素点绘制到电子海图上，从而实现气象要素动态叠加。本发明的方法针对温度、湿度数据采用线性插值渲染，对风速矢量运动采用双线性插值，显示全球海域的气象状态清晰、简明并易于学习，辅助航海部门人员知悉航行过程中海洋环境各个气象要素的变化情况，帮助船舶进行航路规划，规避航路上危险天气。

技术领域

本发明涉及航海领域，特别涉及到一种基于矢量电子海图的气象要素叠加显示方法。

背景技术

以电子海图平台为基础，发挥电子海图地理信息系统的综合显示、综合解算的技术优势，实时掌握世界范围内的天气动态，会进一步保障航行安全、提高航行工作效率，实现具有气象要素动态展示功能的应用。

传统气象要素叠加采用静态显示方法，通过特定符号进行叠加显示，只能提供给专业气象用户进行气象分析使用，缺乏电子海图直观动态叠加气象要素的表达方式，不利于航海人员对航行日程规划、航海路线制定。专利号为201711043314的中国发明专利《用于基于S-100的电子海图显示信息系统的气象信息显示方法和装置》，提到了一种气象信息的显示方法，其电子海图显示信息系统接收以基于纬度和经度的网格为单位表示的气象数据，并将气象数据重叠并显示在地图上。上述现有技术专利只支持一种S-100的海图数据，并且叠加的气象数据属于专用格式，仅仅用于特定范围。

技术方案

本发明的目的在于提供上述现有技术中存在的不足，提供一种基于矢量电子海图的气象要素叠加显示方法。本发明的方法以人机交互友好的形式分类展示气象数据，支持风流、洋流、大气压、温度和湿度等气象要素解析展示，气象要素信息通过半透明的方式进行叠加，气象数据的渲染颜色符合用户的使用习惯。

为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

一种基于矢量电子海图的气象要素叠加显示方法，其特征在于，该方法先对不同时段的气象标准数据进行解码处理，再根据获取的数据划定气象要素的绘制区域，然后根据气象要素的数值范围，选定调色板颜色范围，再然后根据数值算法进行数据滤波，最后根据墨卡托投影生成图片像素点绘制到电子海图上，从而实现气象要素动态叠加。

上述方法包括有如下详细步骤：

第一步，通过TCP协议接收气象要素数据包文件，并根据接收时间进行数据存储，所述的气象要素数据包围气象标准数据grib2；

第二步，根据数据包文件头，确定数据存储范围，并将数据存储在系统缓存区域，读取气象要素数据包文件，对原始数据进行滤波处理，生成专用格式，进行数据优化处理，只存储温度、湿度和大气压数据，所述的专用格式分为表头和数据两部分，表达定义文件格式，数据定义渲染的数据源，包括数据位置和数值信息，该数值信息包含温度、湿度和气压；

第三步，通过上述的专用格式解析出气象要素格点具体数值和坐标；

第四步，通过墨卡托投影坐标公式将气象要素坐标转换为墨卡托投影平面坐标；

第五步，再将墨卡托投影平面坐标转换为屏幕坐标，屏幕坐标以像素点为单位，生成网格数据；

第六步，温度、湿度和气压在渲染图上的每个网格对应一个渲染点，根据数据值的范围渲染出对应的颜色，对于离散型采样数据，温度、湿度和大气压采用插值算法进行插值渲染；

第七步，使用插值算法进行数据逐行计算，根据数值范围进行调色板颜色拾取，根据投影参数以及比例尺关系输出图像到屏幕上进行屏幕显示。

在本发明一种基于矢量电子海图的气象要素叠加显示方法中，第二步对不同时段的气象标准数据grib2进行解码处理，根据获取的数据划定气象要素绘制区域。