一种快速绘制激光雷达数据对应伪彩图的方法技术

本发明专利技术公开一种快速绘制激光雷达数据对应伪彩图的方法，包括以下步骤：S100，确定绘制伪彩图的长度像素和宽度像素，将污染物数据转化为色标值；S200，获取设置时间范围内的时间文件和高度数据文件，通过时间文件和伪彩图的长度像素之间的比例关系绘制X坐标轴，通过高度数据文件与绘制伪彩图宽度像素之间的比例关系来绘制Y坐标轴；S300，依次遍历所有污染物数据，分别获取污染物的坐标数据以及污染物数据转化的色标值对应的颜色，实现对所有时间和所有高度的污染物数据伪彩图绘制。本发明专利技术能够快速有效把大气激光雷达数据转化为二维伪彩图，能够超高效的反应污染趋势，大大提高数据利用率和查找污染溯源时间。利用率和查找污染溯源时间。利用率和查找污染溯源时间。

【技术实现步骤摘要】
一种快速绘制激光雷达数据对应伪彩图的方法


[0001]本专利技术涉及大气激光雷达数据展示领域，尤其涉及一种快速绘制激光雷达数据对应伪彩图的方法。

技术介绍

[0002]大气激光雷达通过激光发射到大气环境中，每间隔一段时间(一般是5分钟左右)获得一组不同高度的数据(一般能达到30公里数据，数据间隔7.5m，即单个采集时间有4000个数据)累加平均值，利用大气不同物质成分存在对激光波长的不同吸收和反射来获取原始数字信号数据，然后通过指定算法得到最终我们需要的反演数据，这些反演数据难以结合时间、高度来快速和有效的定位污染情况，从而大大降低设备的利用率和查找污染溯源时间。
[0003]目前大气激光雷达反演数据展现出来的结果绝大多数是由单个时间的高度集合数据曲线方式，虽然能够很简单定位单个数据的污染大致位置、时间和污染程度。由于大气污染是复合型，考虑风速风向及污染程度，污染物往往存在的时间高达几个小时甚至更久，甚至存在突变情况，同时考虑设备可能存在采集时间不连续，单条曲线观看污染物变化趋势，几乎难以满足实际需求。多条曲线同时展示污染趋势，存在过多曲线错综复杂，可能存在的采集时间不连续，即使专业人士，也难以观察污染连续性，无法获得污染连续时间和连续高度等一系列问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于快速绘制激光雷达时间集合和高度集合的二维数据对应伪彩图方法，通过数据集合与色标集合互相转化，绘制一副清晰的集成高度集合(Y轴)和时间集合(X轴)的伪彩图，让污染物分布达到一目了然的效果，帮助用户快速掌握污染情况。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种快速绘制激光雷达数据对应伪彩图的方法，用于将不同高度和时间的污染物数据转化为色标值绘制成污染物伪彩图，从而展现污染物趋势，包括以下步骤：
[0007]S100，确定绘制伪彩图的长度像素allLengthPixel和宽度像素allWidthPixel，将污染物数据currentData转化为色标值currentColorIndex；
[0008]S200，获取设置时间范围内的时间文件fileCount和高度数据文件allData，通过时间文件fileCount和伪彩图的长度像素allLengthPixel之间的比例关系绘制X坐标轴，通过高度数据文件allData与绘制伪彩图宽度像素allWidthPixel之间的比例关系来绘制Y坐标轴；
[0009]S300，依次遍历所有污染物数据currentData，分别获取污染物数据的X坐标轴位置和占用像素的大小，Y坐标轴位置和占用像素的大小以及污染物数据currentData转化的色标值currentColorIndex对应的颜色，实现对所有时间和所有高度的污染物数据伪彩图
绘制。
[0010]其中色标值的设置：色标按照渐变方式组成一组集合，为了更加精细的反应数据真实性，本专利技术色标集合数据为2000个{c1,c2,...,c200}，渐变颜色从蓝色
‑‑
>绿色
‑‑
>黄色
‑‑
>红色，渐变顺序对应污染从轻到重，为了便于高度数据对应颜色，这里对应的色标对应的污染物的数据最大值为dmax＝1，最小值为dmin＝0，这里dmax和dmin能够根据污染要求进行修改；
[0011]高度集合文件：不同高度的数据集合{h1,h2,...,hn}，高度分辨率为7.5m，即高度数据集合两个相邻数据之差为7.5m；
[0012]时间集合文件：不同高度数据集合对应一个时间，形成多个时间集合{t1,t2,...,tn}；
[0013]X坐标轴：所有数据对应的时间集合{t1,t2,...,tn}，通过时间集合与绘制伪彩图长度像素之间的比例关系绘制X坐标轴，能够精准定位每个时间点在那个像素上；
[0014]Y坐标轴：所有数据对应的高度集合{h1,h2,...,hn}，通过高度集合与绘制伪彩图宽度像素之间的比例关系来绘制Y坐标轴，能够精准定位每个高度点在那个像素上；
[0015]展现污染物趋势：通过把不同高度和时间的数据转化为色标值(RGB模式)，绘制成清晰的污染物伪彩图，从而展现污染物趋势；
[0016]与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在：本专利技术能够快速有效把大气激光雷达数据转化为时间纬度、高度纬度和污染数据纬度相结合的多维度伪彩图，能够超高效的反应污染趋势，清晰反应污染从何时开始，何时结束，污染区域范围等信息。通过双击伪彩图能够快速定位污染时间、污染高度和污染数值，帮助用户迅速掌握污染动态提供强有力的支撑。同时本专利技术结合大数据和机器学习能够为后续污染物自动识别和污染预警提供技术支撑。
附图说明
[0017]图1为本专利技术绘制X坐标轴的流程示意图；
[0018]图2为本专利技术绘制Y坐标轴的流程示意图；
[0019]图3为本专利技术绘制伪彩图的流程示意图；
[0020]图4为本专利技术获得污染物信息的流程示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图中的实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但并不构成对本专利技术的任何限制。
[0022]本专利技术旨在快速绘制激光雷达时间集合、高度集合和污染数据集合相结合的多维数据对应伪彩图，同时在伪彩图上快速定位污染位置数据；参照附图1、2、3、4本专利技术提供一种快速绘制激光雷达数据对应伪彩图的方法，用于将不同高度和时间的污染物数据转化为色标值绘制成污染物伪彩图，从而展现污染物趋势，包括以下步骤：
[0023]S100，确定绘制伪彩图的长度像素allLengthPixel和宽度像素allWidthPixel，将污染物数据currentData转化为色标值currentColorIndex；
[0024]因多数情况下伪彩图的长度像素allLengthPixel和宽度像素allWidthPixel是设
置好的，其大小是一定的，但是设置时间范围内的时间文件和高度数据文件不是一一对应的关系：
[0025]针对时间范围内的时间文件fileCount，考虑到设备采集时间非固定、可能存在时间中断情况、用户设置的时间范围过大(比如查询一个月，按照约5分钟一组，数据量大概为30*24*12＝8640个采集文件)和过小(比如查询一天，数据量大概为24*12＝288个采集文件)与伪彩图长度对应关系等复杂情况需要对其进行抽取处理；
[0026]同样的针对高度数据文件allData由于大气激光雷达能够获取高达30KM的数据集合allData，按照7.5米一个数据计算，数据量高达4000个，而我们绘制的伪彩图宽度allWidthPixel一般在200到600个像素之间。根据用户和大气环境的实际需要，有可能需要绘制3KM数据(400个像素)，也有可能需要绘制10KM数据(1333个像素)等等，也需要对其进行抽取处理；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速绘制激光雷达数据对应伪彩图的方法，用于将不同高度和时间的污染物数据转化为色标值绘制成污染物伪彩图，从而展现污染物趋势，其特征在于，包括以下步骤：S100，确定绘制伪彩图的长度像素allLengthPixel和宽度像素allWidthPixel，将污染物数据currentData转化为色标值currentColorIndex；S200，获取设置时间范围内的时间文件fileCount和高度数据文件allData，通过时间文件fileCount和伪彩图的长度像素allLengthPixel之间的比例关系绘制X坐标轴，通过高度数据文件allData与绘制伪彩图宽度像素allWidthPixel之间的比例关系来绘制Y坐标轴；S300，依次遍历所有污染物数据currentData，分别获取污染物数据的X坐标轴位置和占用像素的大小，Y坐标轴位置和占用像素的大小以及污染物数据currentData转化的色标值currentColorIndex对应的颜色，实现对所有时间和所有高度的污染物数据伪彩图绘制。2.按照权利要求1所述的一种快速绘制激光雷达数据对应伪彩图的方法，其特征在于：步骤S100中将污染物数据currentData转化为色标值currentColorIndex的方法包括以下步骤：A100，确定色标集合，其中色标按照渐变的方式组成色标集合，同时建立色标集合和颜色集合的对应关系；A200，设定色标集合对应污染物数据的最大值dmax和最小值dmin；A300，遍历所有污染物数据currentData，将污染物数据currentData依次和步骤A200设置的色标集合对应污染物数据的最大值dmax和最小值dmin相比较，获取污染物数据currentData所对应的色标值currentColorIndex。3.按照权利要求1所述的一种快速绘制激光雷达数据对应伪彩图的方法，其特征在于：所述步骤S200中绘制X坐标轴的方法为首先获得时间文件，按照递归方式依次遍历每个时间，计算每个时间的坐标轴位置和占用像素的大小，具体包括以下步骤：B100，时间文件的修正：获得设置时间范围内的时间文件集合fileCount和绘制伪彩图长度像素allLengthPixel，当时间文件集合fileCount的元素数量大于绘制伪彩图长度像素allLengthPixel时，按照两者的比例进行取整抽取，反之则不进行抽取；B200，时间差集合的获取：对步骤B100处理后的时间文件集合fileCount，计算两个相邻时间的时间差，形成一组时间差集合tList，时间差的总和作为系统处理总时间allTime；B300，计算每秒占有的像素pixelSecond：每秒占有的像素pixelSecond allLengthPixel/allTime；B400，计算每个时间文件的X坐标轴像素位置xpixelPos：获取时间文件集合fileCount中的第一个数据时间firstTime，当前数据时间currentTime；xpixelPos＝allLengthPixel*(currentTime
‑
firstTime)/allTime；B500，计算每个时间文件占用X坐标轴的分度值dataPixel：获取时间差集合tList中的元素数据eachTime，dataPixel＝[eachTime*pixelSecond]+1；B600，绘制X坐标轴：按照dataPixel像素和pixelPos像素位置进行绘制X坐标轴。4.按照权利要求1所述的一种快速绘制激光雷达数据对应伪彩图的方法，其特征在于：所述步骤S200中绘制Y坐标轴的方法为将每个时间数据对应的高度集合递归遍历获得某个高度的数据，从而获得每个高度的坐标轴位置和占用像素大小，具体包括以下步骤：
C100，高度数据文件的修正：获得设置时间范围内的高度数据文件allData和绘制伪彩图宽度像素allWidthPixel，通过结束高度endHigh和开始高度startHigh计算总高度索引highAllIndex，highAllIndex＝endIndex
‑
startIndex，其中endIndex＝endHigh/K，startIndex＝startHigh/K，K为高度采样间隔；当总高度索引high...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少武，刘洋，刘刚，宋耀东，陈阿娇，吴孟君，贺虎，叶家豪，朱同同，刘营营，
申请(专利权)人：合肥中科环境监测技术国家工程实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：