一种基于栅格数据处理的卫星云图渲染方法及终端与流程

1.本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种基于栅格数据处理的卫星云图渲染方法及终端。


背景技术：

2.随着卫星遥感技术的快速发展，卫星云图在天气分析和预报中的影响日益增大，可利用卫星云图来分析不同尺度云系结构及其活动规律，云图的分布和变化过程体现了大气运动的变化趋势和状态，是天气变化的重要征兆之一，同时云图展示形式更为直观，易于理解，是气象预报员实时分析数据天气的重要资料。
3.其中，从原始数据生成的云图细节信息的保留对于象预报员实时分析数据天气的准确度具有重要的影响。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于栅格数据处理的卫星云图渲染方法及终端，能够保存更多的云图细节。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
6.一种基于栅格数据处理的卫星云图渲染方法，包括步骤：
7.s1、获取卫星云图的原始数据；
8.s2、根据所述卫星云图的原始数据提取设定三个波段的卫星云图的温度值；
9.s3、根据设定的三个波段的温度值计算r、b、g通道的输入值；
10.s4、加权平均r、b、g通道的输入值以进行灰度化处理得到灰度云图数据；
11.s5、根据云图数据投影生成新的卫星云图。
12.为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：
13.一种基于栅格数据处理的卫星云图渲染终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
14.s1、获取卫星云图的原始数据；
15.s2、根据所述卫星云图的原始数据提取设定三个波段的卫星云图的温度值；
16.s3、根据设定的三个波段的温度值计算r、b、g通道的输入值；
17.s4、加权平均r、b、g通道的输入值以进行灰度化处理得到灰度云图数据；
18.s5、根据云图数据投影生成新的卫星云图。
19.本发明的有益效果在于：一种基于栅格数据处理的卫星云图渲染方法及终端，其通过图层叠加融合处理，黑白卫星云图生成采用设定的三个波段融合处理，可最大程度的保存云图细节信息。
附图说明
20.图1为本发明实施例的一种基于栅格数据处理的卫星云图渲染方法的流程示意图；
21.图2为本发明实施例涉及的生成的卫星云图；
22.图3为本发明实施例的一种基于栅格数据处理的卫星云图渲染终端的结构示意图；
23.标号说明：
24.1、一种基于栅格数据处理的卫星云图渲染终端；2、处理器；3、存储器。
具体实施方式
25.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
26.请参照图1，一种基于栅格数据处理的卫星云图渲染方法，包括步骤：
27.s1、获取卫星云图的原始数据；
28.s2、根据所述卫星云图的原始数据提取设定三个波段的卫星云图的温度值；
29.s3、根据设定的三个波段的温度值计算r、b、g通道的输入值；
30.s4、加权平均r、b、g通道的输入值以进行灰度化处理得到灰度云图数据；
31.s5、根据云图数据投影生成新的卫星云图。
32.由上述描述可知，本发明的有益效果在于：一种基于栅格数据处理的卫星云图渲染方法及终端，其通过图层叠加融合处理，黑白卫星云图生成采用设定的三个波段融合处理，可最大程度的保存云图细节信息。
33.进一步地，所述步骤s3具体是：
34.将温度值转为设定的区间范围竖直，将设定三个波段的卫星云图的温度值分别采用如下公式处理后作为rbg三个通道的数值：
[0035][0036]
式中，truncated_up为数据范围的前设定范围的像素值，truncated_down为后设定范围的像素值，data为原始的图像数据，maxout为设定的上限值，minout为设定的下限值，data1为处理后的图像数据作为对应通道的数值。
[0037]
由上述描述可知，云图处理过程采用截断法对图片对比度增加，可提高云图的对比度。
[0038]
进一步地，truncated_up具体为数据范围的前98％的像素值，truncated_down具体为后2％的像素值，maxout＝255，minout＝0。
[0039]
由上述描述可知，云图处理过程采用百分之二截断法对图片对比度增加，可提高云图的对比度。
[0040]
进一步地，所述步骤s4具体是：
[0041]
根据下式进行灰度处理：
[0042]
gray(i，j)＝0.299*r(i，j) 0.578*g(i，j) 0.114*b(i，j)；
[0043]
式中，r为r通道的数值，g为g通道的数值，b为b通道的数值，gray为处理后的灰度
数值，(i，j)为坐标值。
[0044]
由上述描述可知，实现了灰度处理。
[0045]
进一步地，还包括在步骤s4和s5之间执行的步骤：
[0046]
s41、将处理后的灰度图转为bgr三通道数据；
[0047]
s42、对rbg中任一通道数据采用直方图均衡化和双边滤波方法叠加处理，得到处理后的透明a通道数据；
[0048]
s43、将rgba通道的数据进行融合得到融合后的云图数据；
[0049]
所述步骤s5具体为：
[0050]
根据灰度数值投影生成新的卫星云图，将生成的新的卫星云图叠加在现实地图上进行显示。
[0051]
由上述描述可知，更直观分析不同尺度云系结构及云图的分布和变化过程，将其叠加到不同的地图底图上进行观测。
[0052]
一种基于栅格数据处理的卫星云图渲染终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0053]
s1、获取卫星云图的原始数据；
[0054]
s2、根据所述卫星云图的原始数据提取设定三个波段的卫星云图的温度值；
[0055]
s3、根据设定的三个波段的温度值计算r、b、g通道的输入值；
[0056]
s4、加权平均r、b、g通道的输入值以进行灰度化处理得到灰度云图数据；
[0057]
s5、根据云图数据投影生成新的卫星云图。
[0058]
由上述描述可知，本发明的有益效果在于：一种基于栅格数据处理的卫星云图渲染方法及终端，其通过图层叠加融合处理，黑白卫星云图生成采用设定的三个波段融合处理，可最大程度的保存云图细节信息。
[0059]
进一步地，所述步骤s3具体是：
[0060]
将温度值转为设定的区间范围竖直，将设定三个波段的卫星云图的温度值分别采用如下公式处理后作为rbg三个通道的数值：
[0061][0062]
式中，truncated_up为数据范围的前设定范围的像素值，truncated_down为后设定范围的像素值，data为原始的图像数据，maxout为设定的上限值，minout为设定的下限值，data1为处理后的图像数据作为对应通道的数值。
[0063]
由上述描述可知，云图处理过程采用截断法对图片对比度增加，可提高云图的对比度。
[0064]
进一步地，truncated_up具体为数据范围的前98％的像素值，truncated_down具体为后2％的像素值，maxout＝255，minout＝0。
[0065]
由上述描述可知，云图处理过程采用百分之二截断法对图片对比度增加，可提高云图的对比度。
[0066]
进一步地，所述步骤s4具体是：
[0067]
根据下式进行灰度处理：
[0068]
gray(i，j)＝0.299*r(i，j) 0.578*g(i，j) 0.144*b(i，j)；
[0069]
式中，r为r通道的数值，g为g通道的数值，b为b通道的数值，gray为处理后的灰度数值，(i，j)为坐标值。
[0070]
由上述描述可知，实现了灰度处理。
[0071]
进一步地，还包括在步骤s4和s5之间执行的步骤：
[0072]
s41、将处理后的灰度图转为bgr三通道数据；
[0073]
s42、对rbg中任一通道数据采用直方图均衡化和双边滤波方法叠加处理，得到处理后的透明a通道数据；
[0074]
s43、将rgba通道的数据进行融合得到融合后的云图数据；
[0075]
所述步骤s5具体为：
[0076]
根据灰度数值投影生成新的卫星云图，将生成的新的卫星云图叠加在现实地图上进行显示。
[0077]
由上述描述可知，更直观分析不同尺度云系结构及云图的分布和变化过程，将其叠加到不同的地图底图上进行观测。
[0078]
本发明用于对卫星云图的原始图像进行处理，以保留更多的细节供人员参考使用。
[0079]
请参照图1，本发明的实施例一为：
[0080]
一种基于栅格数据处理的卫星云图渲染方法，其包括以下步骤：
[0081]
s1、获取卫星云图的原始数据。
[0082]
具体而言，本实施例中，实时采集获取最新的“葵花8号卫星”数据，“葵花8号卫星”是日本宇宙航空研究开发机构设计制造的向日葵系列卫星之一，能传送彩色卫星图像，观测频率在轨的向日葵7号卫星的每30分钟一次缩短至10分钟一次，云层画像也将从过去的5种大幅增加至16种，分辨率也将提高。
[0083]
本发明通过获取“葵花8号卫星”数据，实时生成卫星云图，从而能及时观测到发展迅速带来暴雨的云层，并有望提高对台风、暴雨等灾害的预报精确度。
[0084]
s2、根据所述卫星云图的原始数据提取设定三个波段的卫星云图的温度值。
[0085]
解析数据，基于不同通道合成和图像处理生成卫星云图数据；卫星云图数据有16个观测波段，分布于可见光-近红外-热红外。
[0086]
提取“葵花8号卫星”数据的红外tbb12～tbb14波段数据，中心波长分别为9.6微米、10.4微米和11.2微米，数据单位为k，通过如下公式转为摄氏度单位：
[0087]
c＝k-273.15；
[0088]
s3、根据设定的三个波段的温度值计算r、b、g通道的输入值。
[0089]
具体而言，本实施例中将温度值转为0～255区间范围内，将tbb12～tbb14作为rbg三个通道的温度值，分别采用百分之二截断方式处理对比度，其中，公式如下：
[0090][0091]
式中，truncated_up为数据范围的前98％的像素值；truncated_down后2％的像素值；data为原始的图像数据，maxout＝255，minout＝0，data1为处理后的图像数据。
[0092]
s4、加权平均r、b、g通道的输入值以进行灰度化处理得到灰度云图数据。
[0093]
具体而言，根据公式：
[0094]
gray(i，j)＝0.299*r(i，j) 0.578*g(i，j) 0.144*b(i，j)；
[0095]
其为rgb转为灰度值的心理学公式，用于将彩色图像的r、g、b三分量以不同的权重进行加权平均，由于人眼对绿色敏感最高，对蓝色敏感最低，因此设定加权值。
[0096]
s41、将处理后的灰度图转为bgr三通道数据；
[0097]
具体而言，采用opencv中的gray2bgr转化原理，将处理后的灰度云图数据转为rbg三通道数据。
[0098]
s42、对rbg中任一通道数据采用直方图均衡化和双边滤波方法叠加处理，得到处理后的透明a通道数据。
[0099]
s43、将rgba通道的数据进行融合得到融合后的云图数据。
[0100]
具体而言，将rgba通道的数据采用opencv的merged方法进行融合。
[0101]
s5、根据云图数据投影生成新的卫星云图。
[0102]
将图像采用gdal库，将上述图片进行相对应的投影处理，生成新的投影卫星云图，并叠加现实地图进行显示，例如图2所示图像。
[0103]
请参照图3，本发明的实施例二为：
[0104]
一种基于栅格数据处理的卫星云图渲染终端1，包括存储器3、处理器2及存储在存储器3上并可在处理器2上运行的计算机程序，处理器2执行计算机程序时实现上述实施例一的步骤。
[0105]
综上所述，本发明提供的一种基于栅格数据处理的卫星云图渲染方法及终端，其通过图层叠加融合处理，黑白卫星云图生成采用设定的三个波段融合处理，可最大程度的保存云图细节信息。
[0106]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。