基于规则格网的雷电信息等值线生成方法 (2013年)

研究在不规则曲面上基于规则格网进行等值线的生成方法,提出解决等值线二义性及非闭合等值线绘制的处理方法,最后基于Mapxtreme技术实现规则格网的等值线绘制。有效解决了绘制的等值线的二义性问题和非闭合等值线绘制的处理问题,将该方法应用于实际领域所绘制的等值线在效率和效果方面都取得了令人满意的效果。 ### 基于规则格网的雷电信息等值线生成方法 #### 一、引言 雷暴作为自然界中最严重的灾害之一，由于其伴随的强电流与强电磁场，对通讯、输电、航空飞行等领域造成了极大的威胁，并且可能引发火灾、击毙人畜、击毁建筑物等严重后果。随着科技的进步，对于雷电活动的研究和数据获取能力不断增强，如何高效地管理和利用这些数据成为了一个亟待解决的问题。特别是在高分辨率短时临近的雷暴天气预报模型方面，目前尚缺乏成熟的技术方案。因此，开发雷电信息管理系统并研究雷电预报模型具有非常重要的应用价值。 在雷电信息管理系统中，绘制某一特定区域内的雷电信息等值线是一项核心功能。等值线由一系列具有相同数值的点构成的线条，例如等高线、等温线等。本文将重点介绍如何在不规则曲面上，基于规则格网模型生成等值线的方法，并解决等值线生成过程中的二义性问题以及非闭合等值线的绘制问题。 #### 二、等值线与数字地形模型 等值线在地理信息系统（GIS）中扮演着至关重要的角色。所有等值线都可以归类为数字地形模型（DTM），即地形表面形态属性信息的数字化表达。当DTM中的地形属性为高程时，则被称为数字高程模型（DEM）。从数学角度来看，DEM可以被视为一个相对于两个自变量X、Y的连续函数Z的有限离散表示。 DEM主要有三种模型：规则格网模型、不规则三角网模型（TIN）和等高线模型。这三种模型的选择取决于原始数据的形式。例如，如果数据是以规则格网形式存在，则采用规则格网模型最为简单直接；若数据为等高线形式，则选择等高线模型更为合适。 #### 三、基于规则格网的等值线生成方法 对于雨量和雷电等类型的数据，通常以离散或格网形式存在。直接使用这些原始数据无法生成等值线图，因此需要先将其构建为不规则三角网或规则格网，再通过等值线生成算法来绘制等值线。 本研究提出的基于规则格网的雷电信息等值线生成方法，主要包括以下几个步骤： 1. **数据预处理**：对原始雷电数据进行清洗和整理，确保数据的准确性和一致性。 2. **规则格网构建**：根据预处理后的数据，构建规则格网。规则格网模型的特点在于每个网格的大小和形状都是固定的，这样可以简化后续的计算和处理流程。 3. **等值线生成**：使用特定的等值线生成算法，在构建好的规则格网上生成等值线。这一过程中需要解决等值线生成中的二义性问题和非闭合等值线的绘制问题。 4. **二义性问题解决方案**：针对等值线生成中可能出现的二义性问题，采用特定的算法或策略进行处理，确保生成的等值线准确无误。 5. **非闭合等值线绘制**：对于那些无法形成闭合环路的等值线，采取特殊的技术手段进行绘制，以保证等值线图的整体完整性和美观性。 6. **可视化展示**：最终通过Mapxtreme等GIS软件工具，将生成的等值线进行可视化展示。 #### 四、基于Mapxtreme技术的实现 为了实现上述等值线生成方法，本研究采用了Mapxtreme技术。Mapxtreme是一种强大的GIS开发平台，它提供了丰富的API接口和工具，可以方便地进行地图绘制、数据分析等工作。通过Mapxtreme技术，研究人员能够高效地实现规则格网的等值线绘制，并有效解决了绘制等值线的二义性问题和非闭合等值线的绘制问题。这种方法在实际应用中表现出了较高的效率和良好的效果。 #### 五、结论 本研究提出了一种基于规则格网的雷电信息等值线生成方法，有效解决了等值线生成过程中的关键问题，并通过Mapxtreme技术实现了高效准确的绘制。这种方法不仅适用于雷电信息的管理与分析，还可以推广到其他类似的自然现象观测和预测领域，具有广泛的应用前景。