1.利用等值线数据提取槽脊特征点的方法,用于在等值线数据场中提取槽脊特征点;
其特征在于:
对于非闭合等值线,以等值线上3个点为一组,计算每组3点构成的夹角α,若夹角α≤角度阈值θ,记录该组第2点,否则放弃该组3个点;所述每组3点间隔等值线上7~10个点,所述角度阈值θ取值为θ∈[175,180);依次遍历所有等值线上所有点,记录所有符合角度阈值条件的点;将等压线上连续记录的点记为一个序列S,确定每个序列S构成弧线的拐点,所得拐点即为槽脊特征点;
对于闭合等值线,等值线上所有点均为槽脊特征点。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述拐点是序列S所构成弧线中角度最小的点。
3.利用权利要求1或2所述提取槽脊特征点的方法实现的利用等值线数据提取槽脊特征线的方法,其特征在于:首先提取槽脊特征点,其次识别槽脊特征点的槽/脊性质,最后分别根据槽点/脊点生成槽线/脊线;
所述识别槽脊特征点的槽/脊性质的方法是:若槽脊特征点位于非闭合等值线上所有槽脊特征点的非两端位置,实施方案一;若槽脊特征点位于非闭合等值线上所有槽脊特征点的两端位置,实施方案二;若槽脊特征点位于闭合等值线上,实施方案三:方案一:沿等值线走向依次取3个槽脊特征点组成1个识别组,计算3点的两个向量外积,若等值线走向与等值线风向相同且向量外积大于0,判断识别组中心点为脊点,若等值线走向与等值线风向相同且向量外积小于0,判断识别组中心点为槽点;若等值线走向与等值线风向相反且向量外积大于0,判断识别组中心点为槽点,若等值线走向与等值线风向相反且向量外积小于0,判断识别组中心点为脊点;所述等值线走向是等值线生成方向,所述等值线风向是采用气象学中依等压线数据判断风向的方法确定的矢量方向;
方案二:确定槽脊特征点所在序列S,依次选取序列S前端点、槽脊特征点、序列S后端点组成1个识别组,余后与方案一相同;
方案三:计算闭合等压线的几何中心坐标,若几何中心数据值小于等值线外周围数据值,判断该等值线上所有点均为槽点,反之判断均为脊点。
4.根据权利要求3所述的利用等值线数据提取槽脊特征线的方法,其特征在于:所述分别根据槽点/脊点生成槽线/脊线中,生成槽线时,首先依据每个槽点的数据值将槽点做升序排列得到序列Z,再将槽点归簇,最后连接同一簇所有槽点得到一条槽线;归簇的方法是:取序列Z中的第一个槽点z1作为归簇起点,从Z中取出z1,计算槽点z1与相邻等值线上所有槽点的距离d,找出存在最小距离dmin的槽点zi,若符合条件阈值,将zi与z1归为一簇,再从Z中取出zi,以zi作为归簇起点,继续寻找相邻等值线上可以归簇的槽点zj,再以zj作为归簇起点,继续寻找相邻等值线上可以归簇的槽点,直到无法找到符合距离阈值条件的槽点,完成本次归簇,退出本次归簇循环,本次归簇的所有槽点标记为同一簇槽点;然后,再从Z已归簇槽点的剩余槽点中的第1个槽点开始第二次归簇循环,标记同一簇槽点;依次完成所有符合距离阈值条件的槽点归簇;每次归簇循环采用相同的距离阈值条件,所述阈值条件是即dmin<距离阈值D,距离阈值D取值为D<13个单位,以每一经纬度为一个单位;
生成脊线时,首先依据每个脊点的数据值将脊点做降序排列,再将脊点归族,最后连接同一簇所有脊点得到脊线。脊点归簇方法及距离阈值D与槽点归簇相同。
5.根据权利要求4所述的利用等值线数据提取槽脊特征线的方法,其特征在于:利用贝塞尔曲线拟合同一簇所有槽点或脊点得到一条槽线或脊线。
6.权利要求1~5任一所述的方法在天气图分析、地形图分析中的应用。
7.利用权利要求3或4或5所述利用等值线数据提取槽脊特征线的方法实现的天气图分析方法,用于在天气图中提取槽线和/或脊线,其特征在于:将气象要素等值场数据网格化,获取每个格网点的坐标与气象要素值,在气象要素等值场数据中生成等值线,采用利用等值线数据提取槽脊特征线的方法提取槽线与脊线。
8.根据权利要求7所述的天气图分析方法,其特征在于:生成等值线后对等值线进行平滑滤波。
9.根据权利要求8所述的天气图分析方法,其特征在于:对等值线进行平滑滤波后的等值线进行经度X、纬度Y方向的连续同值点处理;所述处理方法是:若X方向存在连续同值点,则X值不变,Y值取平均值,若Y方向存在连续同值点,则Y值不变,X值取平均值。
10.根据权利要求7~9任一所述的天气图分析方法,其特征在于:所述天气图是高空天气图,所述气象要素等值场是气压等压场。