基于自研GIS的标准格式雷达基数据应用和预警系统的设计与实现
发布时间：2021-08-14 22:55
为提高标准格式雷达基数据的业务应用能力,研发天气雷达标准格式基数据应用和预警系统。采用C/S结构完成天气雷达标准格式基数据的获取、解析和成图,结合自主开发的气象基础地理信息系统（GIS）,实现较丰富的地理信息与雷达回波图像的融合;以雷达回波强度和高度为指标,实时对强回波天气进行声音、图像和短信方式预警。该系统地理信息比较丰富,与雷达回波图像匹配准确,较好地实现了标准格式雷达基数据在基层气象部门的使用,有助于提高雷达回波实时监测和强天气预报预警的能力。
【文章来源】：计算机应用与软件. 2020,37(10)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
系统结构图
雷达回波图像的绘制技术已经比较成熟,包括屏幕坐标反查法、线段填充法 [24]和弧线填充法 [25]等。以上三种方法各有优劣,本系统采用描点填充法完成图像制作,并根据实际需要作了修改和完善。首先根据雷达径向距离库数确定画布大小,以昆明为例,径向距离库数为500,探测范围即半径为500像素的圆,画布则为这个圆所在的最小外接正方形,即大小为1 000×1 000的位图,如图2所示。左上角坐标为(0,0),横坐标x从左至右递增,纵坐标y从上到下递增,中心点O(x0,y0)(x0=500,y0=500)为雷达站的位置,循环横坐标x和纵坐标y,得到任意点A(x,y)。根据数学关系得到点A(x,y)所在方位角为 θ= arcsin AB ΟA = arcsin x-x 0 (x-x 0 ) 2 +(y-y 0 ) 2 。假设∠COD组成的扇形为方位角为β的径向覆盖区,昆明雷达标准格式基数据径向角度分辨率为1°,那么OC所在方位角为β-0.5°,OD所在的方位角为β+0.5°。如果β-0.5°≤θ≤β+0.5°,那么点A(x,y)在方位角为β的径向覆盖区内。因为径向方向上每个点表示一个距离库,如果OA≤500,则点A(x,y)在雷达探测范围内,OA的长度即表示该点所在距离库 Κ= (x-x 0 ) 2 +(y-y 0 ) 2 。根据方位角β和距离库K确定点A(x,y)的观测数据值,查询中国气象局规定的雷达图像色标值表填充点A(x,y)的颜色值,采用Bitmap.SetPixel(x, y, Color)语句填充该颜色到点A(x,y)即可。循环画布上所有点,直至整个画布绘图完成。
点图元.mif、.mid文件结构如图3所示,.mif文件包含文件头、存储要素和显示信息三个部分。文件头对点图元的显示没有实际意义;存储要素包括要素名称和数据类型,与.mid文件的要素值对应,如要素“NAME”按照30个char字符类型存储,存储值如“曲靖”;显示信息包括点图元的类型标志“Point”、经纬度“103.794 7 25.496 166”和显示图标“Symbol(…)”,显示图标包括显示图标样式、来源、大小等信息。在点图元的绘制过程中,首先读取.mif文件所有点的显示信息,将点图元经纬度转换为平面坐标值A(x,y),绘制显示图标到点A处,并根据要显示的要素读取相应的要素值,绘制于点A。线图元.mif文件结构如图4所示,包含了文件头、存储要素和显示信息三部分。文件头和存储要素对线图元的显示没有实际意义,显示信息部分包含线图元类型标志“Pline”、线图元包含的点个数“262”、点的经纬度和画笔参数“Pen(…)”。在绘制线图元的过程中,.mif文件包含系统所需的全部信息,.mid文件不用读取。首先按行读取.mif文件,读取到类型标志“Pline”后,创建Point数组,存储所有点的经纬度信息;读取到画笔参数“Pen(…)”后,创建画笔连接所有的点,即完成线图元的绘制。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于GIS的漳州市土地的耕地适宜性分析[J]. 李宗梅,周晓元,满旺,孙风琴,黄于同. 江苏农业科学. 2018(20)
[2]地理信息技术在智慧城市中的应用[J]. 梁雪君. 智能建筑与智慧城市. 2018(09)
[3]大数据背景下的地理信息地灾防治系统研究——基于大数据分析的GIS边坡监测预警平台为例[J]. 蔡伶波,杨宁. 智能建筑与智慧城市. 2018(08)
[4]基于雷达组网拼图的定量降水反演I—动态Z-I关系法[J]. 纪永明,蒋大凯,陈传雷,任志杰,孟莹,才奎志,胡鹏宇,张硕. 气象与环境学报. 2018(04)
[5]CCJ天气雷达基数据文件结构及读取[J]. 李云春. 青海气象. 2017(04)
[6]基于GIS的浙江省高速公路大雾灾害风险区划[J]. 杨忠恩,顾婷婷,潘娅英. 气象科技. 2017(04)
[7]基于Silverlight的气象信息查询系统设计与应用[J]. 刘彬,李晓鹏. 气象科技. 2016(03)
[8]基于雷达基数据的探测回波自动报警系统设计与实现[J]. 周义兵,王毅,周淑巧,占世林. 陕西气象. 2016(03)
[9]全国综合气象信息共享系统的设计与实现[J]. 熊安元,赵芳,王颖,张小缨,高峰,邓莉,谭小华,马强. 应用气象学报. 2015(04)
[10]基于GIS的小区域气象灾害精细化预警系统[J]. 李强,何遂,吉莉,李家启,马君,汪志辉,李光兵. 气象科技. 2014(01)
硕士论文
[1]三维电子地图生成技术的研究与实现[D]. 王怀晖.国防科学技术大学 2009
本文编号：3343327
【文章来源】：计算机应用与软件. 2020,37(10)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
系统结构图
雷达回波图像的绘制技术已经比较成熟,包括屏幕坐标反查法、线段填充法 [24]和弧线填充法 [25]等。以上三种方法各有优劣,本系统采用描点填充法完成图像制作,并根据实际需要作了修改和完善。首先根据雷达径向距离库数确定画布大小,以昆明为例,径向距离库数为500,探测范围即半径为500像素的圆,画布则为这个圆所在的最小外接正方形,即大小为1 000×1 000的位图,如图2所示。左上角坐标为(0,0),横坐标x从左至右递增,纵坐标y从上到下递增,中心点O(x0,y0)(x0=500,y0=500)为雷达站的位置,循环横坐标x和纵坐标y,得到任意点A(x,y)。根据数学关系得到点A(x,y)所在方位角为 θ= arcsin AB ΟA = arcsin x-x 0 (x-x 0 ) 2 +(y-y 0 ) 2 。假设∠COD组成的扇形为方位角为β的径向覆盖区,昆明雷达标准格式基数据径向角度分辨率为1°,那么OC所在方位角为β-0.5°,OD所在的方位角为β+0.5°。如果β-0.5°≤θ≤β+0.5°,那么点A(x,y)在方位角为β的径向覆盖区内。因为径向方向上每个点表示一个距离库,如果OA≤500,则点A(x,y)在雷达探测范围内,OA的长度即表示该点所在距离库 Κ= (x-x 0 ) 2 +(y-y 0 ) 2 。根据方位角β和距离库K确定点A(x,y)的观测数据值,查询中国气象局规定的雷达图像色标值表填充点A(x,y)的颜色值,采用Bitmap.SetPixel(x, y, Color)语句填充该颜色到点A(x,y)即可。循环画布上所有点,直至整个画布绘图完成。
点图元.mif、.mid文件结构如图3所示,.mif文件包含文件头、存储要素和显示信息三个部分。文件头对点图元的显示没有实际意义;存储要素包括要素名称和数据类型,与.mid文件的要素值对应,如要素“NAME”按照30个char字符类型存储,存储值如“曲靖”;显示信息包括点图元的类型标志“Point”、经纬度“103.794 7 25.496 166”和显示图标“Symbol(…)”,显示图标包括显示图标样式、来源、大小等信息。在点图元的绘制过程中,首先读取.mif文件所有点的显示信息,将点图元经纬度转换为平面坐标值A(x,y),绘制显示图标到点A处,并根据要显示的要素读取相应的要素值,绘制于点A。线图元.mif文件结构如图4所示,包含了文件头、存储要素和显示信息三部分。文件头和存储要素对线图元的显示没有实际意义,显示信息部分包含线图元类型标志“Pline”、线图元包含的点个数“262”、点的经纬度和画笔参数“Pen(…)”。在绘制线图元的过程中,.mif文件包含系统所需的全部信息,.mid文件不用读取。首先按行读取.mif文件,读取到类型标志“Pline”后,创建Point数组,存储所有点的经纬度信息;读取到画笔参数“Pen(…)”后,创建画笔连接所有的点,即完成线图元的绘制。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于GIS的漳州市土地的耕地适宜性分析[J]. 李宗梅,周晓元,满旺,孙风琴,黄于同. 江苏农业科学. 2018(20)
[2]地理信息技术在智慧城市中的应用[J]. 梁雪君. 智能建筑与智慧城市. 2018(09)
[3]大数据背景下的地理信息地灾防治系统研究——基于大数据分析的GIS边坡监测预警平台为例[J]. 蔡伶波,杨宁. 智能建筑与智慧城市. 2018(08)
[4]基于雷达组网拼图的定量降水反演I—动态Z-I关系法[J]. 纪永明,蒋大凯,陈传雷,任志杰,孟莹,才奎志,胡鹏宇,张硕. 气象与环境学报. 2018(04)
[5]CCJ天气雷达基数据文件结构及读取[J]. 李云春. 青海气象. 2017(04)
[6]基于GIS的浙江省高速公路大雾灾害风险区划[J]. 杨忠恩,顾婷婷,潘娅英. 气象科技. 2017(04)
[7]基于Silverlight的气象信息查询系统设计与应用[J]. 刘彬,李晓鹏. 气象科技. 2016(03)
[8]基于雷达基数据的探测回波自动报警系统设计与实现[J]. 周义兵,王毅,周淑巧,占世林. 陕西气象. 2016(03)
[9]全国综合气象信息共享系统的设计与实现[J]. 熊安元,赵芳,王颖,张小缨,高峰,邓莉,谭小华,马强. 应用气象学报. 2015(04)
[10]基于GIS的小区域气象灾害精细化预警系统[J]. 李强,何遂,吉莉,李家启,马君,汪志辉,李光兵. 气象科技. 2014(01)
硕士论文
[1]三维电子地图生成技术的研究与实现[D]. 王怀晖.国防科学技术大学 2009
本文编号：3343327
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dizhicehuilunwen/3343327.html
