[发明专利]一种长时间序列时空数据表达方法

说明书

本发明公开了一种长时间序列时空数据表达方法，利用该方法可以对长时间序列和大空间尺度的关键指标信息进行可视化表达，将隐藏在海量数据背后的关键指标信息高度概括、综合，为长时间序列和大空间尺度的关键指标信息可视化表达提供了新的途径和方法。本发明根据研究任务和目标的要求，通过科学设计时空数据采样规则和时空数据排列组合规则，经计算机图形转化后重新生成一张包含关键信息的全新二维平面展示图像，可直观形象的将我们关注的关键信息指标展示出来，从而使分析人员通过二维图像直观形象的把握关键指标因子长时间序列时空演变规律，方便快捷地解读出隐藏在海量数据背后的关键指标因子特征及其演变趋势和发展规律。

技术领域

本发明涉及长时间序列时空技术领域，具体为一种长时间序列时空数据表达方法。

背景技术

随着卫星技术的高速发展和传感器精度的提高,遥感影像的数据量正呈现几何级数的倍率增长,因为遥感卫星是以一定的飞行速度沿着固定的轨道对地球进行快速扫描，对于地球上的每一个固定地点都有相对固定的访问周期，随着计算机存储技术和卫星技术的快速发展，遥感卫星数据日益增多，目前已积累了海量的长时间序列大尺度遥感卫星数据，在研究某一关键性指标在大空间尺度和长时间序列时空演变规律时，一般是采用同一空间范围的一系列遥感影像来表达常时间序列的关键指标因子的变化规律，当时间序列足够长、重复周期足够多的时候，关键指标因子的时空变化规律就需要用几百张甚至几千张遥感图像进行可视化表达，这样一来无论是对数据处理人员还是对于遥感影像分析人员来讲都是一件非常令人头疼的事，要想从几百张甚至上千张图像中找出关键指标的时空变化规律变得非常具有挑战性。

为了找到一种可以简便、直观、高效的对大尺度长时间序列的遥感数据影像的可视化分析与表达方法，本发明提出了适用于长时间序列时空数据可视化表达方法，提出了可视化表达方法的基本步骤，提出了时间粒度、空间粒度的确定方法，给出了关键指标的采样规则制定方法，提出了关键指标基本数据的重新排列与组合方法，给出了相应的时空数据分析与表达概念模型，通过一定的编码和转化规则可以生产全新的二维可视化图像，用一种更加简便、直观、高效的方法对对大尺度长时间序列的关键指标进行可视化展示，克服了关键指标信息容易淹没在海量数据背后的难点问题。

发明内容

本发明旨在提出一种适用于大尺度长时间序列关键性指标的可视化表达方法，以克服现有空间分析和可视化技术的不足，简便、直观、高效的对大尺度长时间序列的关键指标进行可视化分析与表达。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种长时间序列时空数据表达方法，主要包括以下步骤：

(1)时间粒度的设定：

时间粒度是指信息单元所代表的时间间隔，可以根据现实问题分析和诊断的要求进行设定，比如按分钟、小时、天、周、旬、月、季或年等等进行设定。时间粒度的设定既要考虑关键指标分析与表达的精度，又要考虑数据的可获得性和计算机处理的数据量大小，时间粒度越小(时间间隔越短)，计算机需要处理的数据量越大，所需的处理时间越长；

(2)空间粒度的设定：

空间粒度是指信息单元所代表的空间大小，空间粒度既可以是二维的面元，也可以是三维的体元，可以为规则的面元或体元，也可以是不规则的行政单元，如规则的平方米、平方公里、立方米等，以及不规则的村、镇、县、市、省区、国家等行政单元等。空间粒度的设定应以大小适度为宜，如果时间粒度设定的太小，关键指标因子信息容易被数据本身所掩盖；如果空间粒度设计的太大，则容易把关键的指标信息略掉；

(3)设计信息单元采样规则：

根据研究任务和目标的不同，可以设计不同的信息单元采样规则，如时间序列采样、空间序列采样，规定线路采样，以及按最大值、最小值、平均值采样等等；

(4)设计信息单元排列方式：