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申请/专利权人：中国电力科学研究院有限公司;国网江苏省电力有限公司

摘要：本发明提供了一种海量气象数据的渲染方法和系统，包括：基于地理分布状况分层绘制网格；基于时标和经纬度获取气象数据并根据经纬度放入第一层网格，根据前一层网格中的气象数据逐层提炼第一层外的上层网格的天气数据；基于每层网格对应的气象数据，按时标对每层网格进行渲染，得到每个时标下各层气象云图。该方法和系统通过对海量资源分布数据进行分组，并根据分组结果逐层提炼数据并进行渲染，可以快速的完成海量资源分布数据的实时、动态渲染，并有效的提高了渲染速度和效率。

主权项：1.一种海量气象数据的渲染方法，其特征在于：基于地理分布状况分层绘制网格；基于时标和经纬度获取气象数据并根据经纬度放入第一层网格，根据前一层网格中的气象数据逐层提炼第一层外的上层网格的天气数据；基于每层网格对应的气象数据，按时标对每层网格进行渲染，得到每个时标下各层气象云图；所述基于地理分布状况分层绘制网格，包括：基于预设的间隔，按照经纬度绘制第一层网格；针对除第一层外的上层网格，将前一层相邻的多网格合并为当前层的一个网格，直到当前层网格数目为一；所述将前一层相邻的多网格合并为当前层的一个网格，包括：当前一层网格在经度方向的数目和纬度方向的数目均超过一个时，将前一层相邻的2*2的网格合并为当前层的一个网格；当前一层网格在经度方向的数目和纬度方向的数目有一个为一时，将前一层相邻的两个网格合并为当前层的一个网格。

全文数据：一种海量气象数据的渲染方法和系统技术领域本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种气象分布数据的渲染方法和系统。背景技术全球能源互联网的构建涉及区域面积广，新能源资源、电源、电网、负荷等基础数据非常多，利用传统的渲染方法不能完全解决针对新能源大数据量气象数据可视化分析时对于点数据的快速显示、条件查询支持、多比例尺动态渲染，以及无数据压盖显示的需求，其在绘制时帧率会明显下降，并对通过WebGL来实现模型渲染造成更加明显的影响，因此无法适应高精度模型的远程可视化。所以无论是渲染效率还是数据下载速度暂时都受到制约的情况下，如何对海量的数据进行渲染，使之能满足全球能源互联网构建的需要就成为一个函待解决的重要问题。发明内容为克服上述现有技术难以渲染海量数据的不足，本发明提出一种海量气象数据的渲染方法和系统。该方法和系统能够对具有多种属性的不同数据类型的气象数据进行渲染，而且能够快速的完成海量资源分布数据的实时、动态渲染，并有效的提高了渲染速度和效率。实现上述目的所采用的解决方案为：一种海量气象数据的渲染方法，其改进之处在于：基于地理分布状况分层绘制网格；基于时标和经纬度获取气象数据并根据经纬度放入第一层网格，根据前一层网格中的气象数据逐层提炼第一层外的上层网格的天气数据；基于每层网格对应的气象数据，按时标对每层网格进行渲染，得到每个时标下各层气象云图。本发明提供的第一优选技术方案，其改进之处在于，所述基于地理分布状况分层绘制网格，包括：基于预设的间隔，按照经纬度绘制第一层网格；针对除第一层外的上层网格，将前一层相邻的多网格合并为当前层的一个网格，直到当前层网格数目为一。本发明提供的第二优选技术方案，其改进之处在于，所述将前一层相邻的多网格合并为当前层的一个网格，包括：当前一层网格在经度方向的数目和纬度方向的数目均超过一个时，将前一层相邻的2*2的网格合并为当前层的一个网格；当前一层网格在经度方向的数目和纬度方向的数目有一个为一时，将前一层相邻的两个网格合并为当前层的一个网格。本发明提供的第三优选技术方案，其改进之处在于，所述提炼包括：基于需要合并的多个网格，将所述网格内的气象数据按照数据类型分别进行统计、聚类分析和或相关性分析，得到对应网格内的气象数据；所述数据类型包括风速、风向和辐照度。本发明提供的第四优选技术方案，其改进之处在于，所述基于时标和经纬度获取气象数据并根据经纬度放入第一层网格，包括：基于时标和经纬度获取气象数据；按照预设的间隔，从边缘的气象数据开始将获取的气象数据按照经纬度放入第一层网格，直到所有气象数据均在网格内。本发明提供的第五优选技术方案，其改进之处在于，所述预设的间隔包括9千米。本发明提供的第六优选技术方案，其改进之处在于，所述按时标以所述气象数据对每层网格进行渲染之前，还包括：针对各层的气象数据，按照所述气象数据的时标建立各层各个网格的时间索引，按照所述气象数据的经纬度建立各层各个网格的经纬度索引。一种海量气象数据的渲染系统，其改进之处在于，包括：网格绘制模块、数据获取模块和渲染模块；所述网格绘制模块用于基于地理分布状况分层绘制网格；所述数据获取模块用于基于时标和经纬度获取气象数据并根据经纬度放入第一层网格，根据前一层网格中的气象数据逐层提炼第一层外的上层网格的天气数据；所述渲染模块用于基于每层网格对应的气象数据，按时标对每层网格进行渲染，得到每个时标下各层气象云图。本发明提供的第七优选技术方案，其改进之处在于，所述网格绘制模块包括第一层绘制单元和上层绘制单元；所述第一层绘制单元用于基于预设的间隔，按照经纬度绘制第一层网格；所述上层绘制单元用于针对除第一层外的上层网格，将前一层相邻的多网格合并为当前层的一个网格，直到当前层网格数目为一。本发明提供的第八优选技术方案，其改进之处在于，所述上层绘制单元包括第一上层绘制子单元和第二上层绘制子单元；所述第一上层绘制子单元用于当前一层网格在经度方向的数目和纬度方向的数目均超过一个时，将前一层相邻的2*2的网格合并为当前层的一个网格；所述第二上层绘制子单元用于当前一层网格在经度方向的数目和纬度方向的数目有一个为一时，将前一层相邻的两个网格合并为当前层的一个网格。与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：本发明提供了一种海量气象数据的渲染方法和系统，通过对海量气象数据按照网格进行分组，并逐层进行渲染，可以快速的完成海量资源分布数据的实时和动态渲染，并有效的提高了渲染速度和效率。附图说明图1为本发明提供的一种海量气象数据的渲染方法流程示意图；图2为本发明提供的一种海量气象数据的渲染方法一个实施例流程示意图；图3为本发明提供的一种海量气象数据的渲染方法另一个实施例流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。本发明提供的一种海量气象数据的渲染方法流程示意图如图1所示，包括：步骤1：基于地理分布状况分层绘制网格；步骤2：基于时标和经纬度获取气象数据并根据经纬度放入第一层网格，根据前一层网格中的气象数据逐层生成第一层外的上层网格的天气数据；步骤3：基于每层网格对应的气象数据，按时标对每层网格进行渲染，得到每个时标下各层气象云图。实施例1：一种海量气象数据的渲染方法具体如图2所示，包括：步骤101：基于预设的间隔，按照经纬度绘制第一层网格。其中，预设的间隔可以是9km。步骤102：针对除第一层外的上层网格，将前一层相邻的多网格合并为当前层的一个网格，直到当前层网格数目为一，具体包括：当前一层网格在经度方向的数目和纬度方向的数目均超过一个时，将前一层相邻的2*2的四个网格合并为当前层的一个网格；具体进行合并时，可以采用2*2的田字格将前一层网格不重复的铺满，即每层进行合并后，经度和维度方向的网格数目均减少2；或者采用2*2的田字格在经度和维度方向对前一层逐格进行覆盖，除边缘的网格外各网格均被重复覆盖，即即每层进行合并后，经度和维度方向的网格数目均减少1。当前一层网格在经度方向的数目和纬度方向的数目有一个为一时，将前一层相邻的2*1的两个网格合并为当前层的一个网格。步骤103：获取包括时标和经纬度的气象数据。步骤104：根据经纬度将气象数据放入第一层网格，具体包括：按照预设的间隔，从边缘的气象数据开始将读取的气象数据按照经纬度放入第一层网格，直到所有气象数据均在网格内。步骤105：针对除第一层外的上层网格，将前一层合并前相邻多个网格内的气象数据进行提炼，作为当前层对应网格中的气象数据，具体包括：基于需要合并的多个网格，将网格内的气象数据按照数据类型分别进行统计、聚类分析和或相关性分析，得到对应合并后网格内的气象数据；其中，数据类型包括风速、风向和辐照度等类型。步骤106：针对各层的气象数据，按照气象数据的时标建立各层各个网格的时间索引，按照气象数据的经纬度建立各层各个网格的经纬度索引；步骤107：基于每层网格对应的气象数据，按时标以气象数据对每层网格进行渲染，得到每个时标下各层气象云图。实施例2：一种海量气象数据的渲染方法具体如图3所示，包括：步骤201：将带时间标识的气象数据按照经纬度进行归类，从最边缘的数据开始按照预设的纬度方向间隔和经度方向间隔将气象数据进行分组，直至所有数据均在分组内，由此形成了第一层的M*N个分组，并为每个分组建立时间和经纬度的聚集索引。其中，气象数据包括时标和经纬度，M为经度分组数目，N为纬度分组数目。纬度方向间隔可设为9km，经度方向间隔可设为9km。步骤202：将M*N个分组的气象数据分别放入建好的数据模型中进行渲染，得到最精细的气象云图。步骤203：对前一层每2*2的四个相邻分组的气象数据按照相同数据类型分别进行统计、聚类分析和相关性分析等，并提炼出一个数据相对粗略的分组，并为其建立时间和经纬度索引，形成了第二层的M-1*N-1个分组。其中，数据类型包括风速、风向和辐照度等。步骤204：对M-1*N-1个分组的气象数据分别放入建好的数据模型中进行渲染，得到相对精细的气象云图。步骤205：不断对前一层的分组的气象数据进行步骤203和204的操作，直到经度或纬度分组数目至少一项为1。步骤206：当经度或纬度分组数目有一项为1时，则对前一层2*1的相邻的两个分组的气象数据按照相同数据类型分别进行统计、聚类分析和相关性分析等，形成X-1个分组，其中X为前一层不为1的经度或纬度分组数目。步骤207：对该层分组进行建立索引和渲染；步骤208：不断对前一层的分组的气象数据进行步骤206和步骤207的操作，直到M＝1并且N＝1。这样就形成了一个类似于金字塔结构的渲染关系，最底层即第一层为最精细最清晰的渲染结果，最高层即最后一层为最粗略最模糊的渲染结果。Web可视化内容可以直接根据渲染的粗略程度和经纬度找到数据集，流畅地展示三维场景。实施例3：基于同一发明构思，本发明还提供了一种海量气象数据的渲染系统，由于这些设备解决技术问题的原理与海量气象数据的渲染方法相似，重复之处不再赘述。该系统包括：网格绘制模块、数据获取模块和渲染模块；其中，网格绘制模块用于基于地理分布状况分层绘制网格；数据获取模块用于基于时标和经纬度获取气象数据并根据经纬度放入第一层网格，根据前一层网格中的气象数据逐层提炼第一层外的上层网格的天气数据；渲染模块用于基于每层网格对应的气象数据，按时标对每层网格进行渲染，得到每个时标下各层气象云图。其中，网格绘制模块包括第一层绘制单元和上层绘制单元；第一层绘制单元用于基于预设的间隔，按照经纬度绘制第一层网格；上层绘制单元用于针对除第一层外的上层网格，将前一层相邻的多网格合并为当前层的一个网格，直到当前层网格数目为一。其中，上次绘制单元包括第一上层绘制子单元和第二上层绘制子单元；第一上层绘制子单元用于当前一层网格在经度方向的数目和纬度方向的数目均超过一个时，将前一层相邻的2*2的网格合并为当前层的一个网格；第二上层绘制子单元用于当前一层网格在经度方向的数目和纬度方向的数目有一个为一时，将前一层相邻的两个网格合并为当前层的一个网格。其中，提炼包括基于需要合并的多个网格，将网格内的气象数据按照数据类型分别进行统计、聚类分析和或相关性分析，得到对应网格内的气象数据；数据类型包括风速、风向和辐照度。其中，基于时标和经纬度获取气象数据并根据经纬度放入第一层网格包括：基于时标和经纬度获取气象数据；按照预设的间隔，从边缘的气象数据开始将获取的气象数据按照经纬度放入第一层网格，直到所有气象数据均在网格内。该渲染系统还包括索引模块；索引模块用于针对各层的气象数据，按照气象数据的时标建立各层各个网格的时间索引，按照气象数据的经纬度建立各层各个网格的经纬度索引。本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备系统、和计算机程序产品的流程图和或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和或方框图中的每一流程和或方框、以及流程图和或方框图中的流程和或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

权利要求：1.一种海量气象数据的渲染方法，其特征在于：基于地理分布状况分层绘制网格；基于时标和经纬度获取气象数据并根据经纬度放入第一层网格，根据前一层网格中的气象数据逐层提炼第一层外的上层网格的天气数据；基于每层网格对应的气象数据，按时标对每层网格进行渲染，得到每个时标下各层气象云图。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于地理分布状况分层绘制网格，包括：基于预设的间隔，按照经纬度绘制第一层网格；针对除第一层外的上层网格，将前一层相邻的多网格合并为当前层的一个网格，直到当前层网格数目为一。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将前一层相邻的多网格合并为当前层的一个网格，包括：当前一层网格在经度方向的数目和纬度方向的数目均超过一个时，将前一层相邻的2*2的网格合并为当前层的一个网格；当前一层网格在经度方向的数目和纬度方向的数目有一个为一时，将前一层相邻的两个网格合并为当前层的一个网格。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述提炼包括：基于需要合并的多个网格，将所述网格内的气象数据按照数据类型分别进行统计、聚类分析和或相关性分析，得到对应网格内的气象数据；所述数据类型包括风速、风向和辐照度。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于时标和经纬度获取气象数据并根据经纬度放入第一层网格，包括：基于时标和经纬度获取气象数据；按照预设的间隔，从边缘的气象数据开始将获取的气象数据按照经纬度放入第一层网格，直到所有气象数据均在网格内。6.如权利要求2或5所述的方法，其特征在于，所述预设的间隔包括9千米。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按时标以所述气象数据对每层网格进行渲染之前，还包括：针对各层的气象数据，按照所述气象数据的时标建立各层各个网格的时间索引，按照所述气象数据的经纬度建立各层各个网格的经纬度索引。8.一种海量气象数据的渲染系统，其特征在于，包括网格绘制模块、数据获取模块和渲染模块；所述网格绘制模块用于基于地理分布状况分层绘制网格；所述数据获取模块用于基于时标和经纬度获取气象数据并根据经纬度放入第一层网格，根据前一层网格中的气象数据逐层生成第一层外的上层网格的天气数据；所述渲染模块用于基于每层网格对应的气象数据，按时标对每层网格进行渲染，得到每个时标下各层气象云图。9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述网格绘制模块包括第一层绘制单元和上层绘制单元；所述第一层绘制单元用于基于预设的间隔，按照经纬度绘制第一层网格；所述上层绘制单元用于针对除第一层外的上层网格，将前一层相邻的多网格合并为当前层的一个网格，直到当前层网格数目为一。10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述上层绘制单元包括第一上层绘制子单元和第二上层绘制子单元；所述第一上层绘制子单元用于当前一层网格在经度方向的数目和纬度方向的数目均超过一个时，将前一层相邻的2*2的网格合并为当前层的一个网格；所述第二上层绘制子单元用于当前一层网格在经度方向的数目和纬度方向的数目有一个为一时，将前一层相邻的两个网格合并为当前层的一个网格。

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