基于动态数据的不规则区域内雨情统计系统的研究

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1、基于动态数据的不规则区域内雨情统计系统的研究宋杰，姚家振（安徽大学计算机科学与技术学院，安徽合肥230601）摘要：各省份、县域需要对雨水量进行监测和统计，对不同地区、不同时间的雨水量有所了解，从整体上把握变化特征，并分析趋势，从而对农业、工业用水进行相关决策.等值线的提取就是对大量的、离散的、有一定规律的几何量值，用数学方法插值并将具有相同量值的点变换成图的过程.因此可以设计一个软件，根据等值线服务模型，将大量的离散数据转换成直观的图像，提供准确的、多方面的、直观的雨量统计结果进行综合分析..jyqkl遵循atheron(1997)

2、和南非矿业工程师D.G..Krige创立的地质统计学中矿品位的最佳内插方法，是一种对空间参数分布数据求最优、线性、无偏内插估计量的方法.克里金法是在分析已测的形状、大小、空间位置相互关系，以及变异函数提供的结构信息的基础上，对待估点进行的一种无偏最优估计.由于最大限度的利用了空间取样所提供的各种信息，不仅考虑了样点的数据，还考虑其临近样点的数据，不仅考虑了待估样点与其临近已知样点的空间位置，还考虑了各临近样点的彼此之间的位置关系，同时利用了已有观测值空间分布的结构特征，因而克里金法比其他方法更准确.克里金法以现有采样数据为基础，对邻近

3、区域应用统计学线性模型(linearmodels)进行最优化插值和预测，其最优化的目标函数(objectivefIlnctions)则为插值误差最小的插值函数.克里金法将待估计的函数值F(x，y)视为待估计点范围内的n个观测样本值Zi（i=1，…，n）的线性组合，即采用公式1：其中，Wi(x,y)为权函数，n为观测点个数.3.3按掩膜提取图像掩膜指的是用选定的图像、图形或物体来对需处理的图像（全部或局部）进行遮挡，来控制图像处理的区域或处理过程.图像掩膜可以用来提取感兴趣区，用预先制作的感兴趣区掩膜与待处理图像相乘，得到感兴趣区，感兴

4、趣区内图像值保持不变，而区外图像值都为零.这样对于所需区域之外的等值线就可以被清除掉，而只保留感兴趣区域内的等值线.3.4使用Bezier函数进行平滑处理如果不进行光滑处理，得到的等值线折角很大，不够光滑.实际中的等值线所反映的现象和地物通常要求是光滑曲线，因此需要对结果进行光滑处理，来满足实际的需求.本文利用二次Bezier函数进行光滑处理.已知三点P0，P1，P2，其二次Bezier曲线为P(u)=(1-u)2P0+2u(1-u)P1+u2P2(2)其曲线示意图如图1，通过依次改变调和函数u(如以0.05为增量)的值,将生成一系列

5、的新数据点,将新的数据点连接生成的曲线,即为此三点之间的Bezier曲线.如图2所示，对L1-L2-L3-L4使用二次Bezier曲线进行光滑处理时，依次取L1-L2-L3三个点得到曲线，但此时对于剩下的L3-L4段无法生成光滑的曲线，在L3处产生了尖点.因此取L1-L2、L2-L3、L3-L4的中点P1、P2、P3，然后由P1-L2-P2和P2-L3-P3分别作控制形，得到两条Bezier曲线，可知这两条曲线在P2处是光滑连接的.3.5对等值线进行标注处理等值线的标注是为了使人们更方便地了解等值线图的每条等值线的信息，从而将等值线的

6、高程值添加到等值线上.标注是一项十分复杂的工作，要考虑标注的合理性、正确性等.因而，等值线的标注已经成为等值线处理的一个重要方面.对于一条等值线分以下几种情况考虑：（1）等值线只含有两个点P1（x1，y1）、P2（x2，y2）：标注位置Ps（xs，ys）选在两点之间，xs=x2+（x1-x2）/2，ys=y2+（y2-y1）/2；（2）多个点的不封闭等值线，标注位置在首末两点P1（x1，y1）、Pn（xn，yn）；（3）多个点的封闭等值线，标注位置选在起始点P1（x1，y1）（因为结束点和起始点重合）.3.6研究结果经过等值线的生成及

7、平滑、标注等处理过程，得到的结果如图3所示：由图可见当等值线封闭时标注在曲线中间，当等值线非封闭时标注在等值线的首尾两端，并且等值线是平滑的，没有尖锐的角.4结论本文对等值线的绘制过程进行了细致的分析，深入研究了等值线的性质，等值线的生成、掩膜、平滑、标注等内容.基于ArcGIS完整的实现了一个等值线的生成及优化处理过程，可以根据实际情况，动态实现各时段的等值线的绘制，为雨量统计提供了直观、精确的统计分析，同时大大的减少了工作量...