一种区域信息获取方法及装置与流程

本发明涉及插值算法领域，尤其涉及一种区域信息获取方法及装置。

背景技术：

在工程应用领域中，通常会遇到要测量某个区域内一些待测量的分布情况，例如天气领域中某个区县的降水量等等。但是在实际应用中，基于成本等各种考量，在一个区域内只能布置数量有限的测量设备，得到几个点的数据。此时需要根据点情况推导出面情况，一般采用插值算法近似得到，采用不同的插值算法和不同的权重计算方法会得到不同的结果。然而，现有的差值算法和现有的权重计算方法得出的近似结果受测量点分布的影响较大，容易出现测量点分布过于密集或者过于疏散导致插值结果和实际情况误差太大的情况。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种区域信息获取方法及装置。

本发明是以如下技术方案实现的：

一种区域信息获取方法，所述区域分布有n(n≥3)个测量点pi(0≤i≤n-1)，所述方法包括：

根据每个测量点pi的坐标位置信息，在所述区域中得到所述测量点pi对应的多边形区域di；在所述多边形区域中di的任意一点o(x,y)与所述测量点pi的距离比与其它测量点pj(j≠i)(0≤j≤n-1)的距离都近；

获取待测点x的坐标位置信息；

根据待测点x的坐标位置信息，在所述区域中得到所述待测点x对应的多边形区域y；在所述多边形区域中y的任意一点o′(x,y)与所述待测点x的距离比与其它测量点pi的距离都近；

获取与所述多边形区域y具有重合区域的多边形区域dt，并计算多边形区域y与多边形区域dt的重合区域ct；

根据重合区域ct和所述重合区域ct对应的测量点pt的值得到待测点x的值。

进一步地，所述根据重合区域ct和所述重合区域ct对应的测量点pt的值得到待测点x的值包括：

根据重合区域ct计算重合区域ct对应的权值wt；

根据公式xi＝∑wt*qt计算待测点x的值，其中,qt为测量点pt处测得的值。

进一步地，所述根据重合区域ct计算重合区域ct对应的权值wt包括：

计算重合区域ct的面积st；

根据公式计算重合区域ct的对应的影响因子ht，其中是重合区域ct所在的多边形区域中dt的面积；

根据公式计算重合区域ct对应的权值wt。

进一步地，根据delaulay三角网法、扫描线法、中垂线法或颜色判别法构造多边形区域di。

进一步地，根据delaulay三角网法、扫描线法、中垂线法或颜色判别法构造多边形区域y。

一种区域信息获取装置，所述区域分布有n(n≥3)个测量点pi(0≤i≤n-1)，所述装置包括：

第一区域划分模块，用于根据每个测量点pi的坐标位置信息，在所述区域中得到所述测量点pi对应的多边形区域di；在所述多边形区域中di的任意一点o(x,y)与所述测量点pi的距离比与其它测量点pj(j≠i)(0≤j≤n-1)的距离都近；

待测点信息获取模块，用于获取待测点x的坐标位置信息；

第二区域获取模块，用于根据待测点x的坐标位置信息，在所述区域中得到所述待测点x对应的多边形区域y；在所述多边形区域中y的任意一点o′(x,y)与所述待测点x的距离比与其它测量点pi的距离都近；

重合区域计算模块，用于获取与所述多边形区域y具有重合区域的多边形区域dt，并计算多边形区域y与多边形区域dt的重合区域ct；

待测点值获取模块，用于根据重合区域ct和所述重合区域ct对应的测量点pt的值得到待测点x的值。

进一步地，所述待测点值获取模块包括：

权值获取单元，用于根据重合区域ct计算重合区域ct对应的权值wt；

待测点值计算单元，用于根据公式xi＝∑wt*qt计算待测点x的值，其中，qt为测量点pt处测得的值。

进一步地，所述权值获取单元包括：

面积计算单元，用于计算重合区域ct的面积st；

影响因子计算单元，用于根据公式计算重合区域ct的对应的影响因子ht，其中是重合区域ct所在的多边形区域中dt的面积；

权值计算单元，用于根据公式计算重合区域ct对应的权值wt。

进一步地，所述第一区域划分模块根据delaulay三角网法、扫描线法、中垂线法或颜色判别法构造多边形区域di。

进一步地，所述第二区域划分模块根据delaulay三角网法、扫描线法、中垂线法或颜色判别法构造多边形区域y。

本发明的有益效果是：

通过提供一种区域信息获取方法及装置，可以根据测量点的位置信息和测量点的值推测出区域中任意位置的待测量点的值，进而达到无论测量点分布过于密集还是过于疏散，都能较为准确的推导出整个区域的信息的效果。通过统计插值结果并与实际测试结果的误差分析可以充分证实，本发明中对于待测量点的值的获取结果相较于其实际值误差较小，尤其是当测量点过于密集时，现有技术中自然邻区插值法误差会急剧变大，远没有本申请中的方法稳定，而且本申请中的方法在计算边界区域时的收敛性也明显优于现有技术中的自然邻区插值法。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种区域信息获取方法流程图；

图2是本发明实施例提供的多边形区域di和y构造过程的示例图；

图3是本发明实施例提供的获取待测点值的方法流程图；

图4是本发明实施例提供的示例中获取区域降水量的方法流程图；

图5是本发明实施例提供的一种区域信息获取装置框图；

图6是本发明实施例提供的待测点值获取模块框图；

图7是本发明实施例提供的权值获取单元框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例1：

本发明实施例提供了一种区域信息获取方法，如图1所示，所述区域分布有n(n≥3)个测量点pi(0≤i≤n-1)，所述方法包括：

s101.根据每个测量点pi的坐标位置信息，在所述区域中得到所述测量点pi对应的多边形区域di；在所述多边形区域中di的任意一点o(x,y)与所述测量点pi的距离比与其它测量点pj(j≠i)(0≤j≤n-1)的距离都近。

构建多边形区域di可以使用delaulay三角网法、扫描线法和中垂线法。本发明实施例提供一种多边形区域di的构建方法：

步骤s101中根据测量点的数目n，将区域划分成n份，生成n个多边形区域，每个多边形区域均满足以下条件：

(1)每个多边形区域对应一个测量点；

(2)多边形区域内的所有点到对应的测量点的距离小于到其他测量点的距离。

构造过程为：将n个测量点按0，1，……，n-1编号，计算平面内的某一点到所有测量点的距离，若该点到pi测量点的距离最近，则将该点标注为i。循环计算平面内的所有点，将平面内的所有点标注后，将标注相同的点取出作为点集并计算点集的凸包，该凸包即为测量点pi对应的多边形区域di。

请参考图2，其示出了多边形区域di构造过程的示例，在图2中，由粗黑色线组成的多边形网络d0，d1，……，d7，是根据测量点p0，p1……，p7构建的多边形区域，而点x是待测点。

s102.获取待测点x的坐标位置信息。

s103.根据待测点x的坐标位置信息，在所述区域中得到所述待测点x对应的多边形区域y；在所述多边形区域中y的任意一点o′(x,y)与所述待测点x的距离比与其它测量点pi的距离都近。

构建多边形区域y可以使用delaulay三角网法、扫描线法和中垂线法。步骤s103中与步骤s101可以使用相同的方法获取多边形区域y。

请参考图2，分别计算点x和它的相邻多边形对应的测量点p0，p1，p4，p6，p5，p3为两端点的线段的中垂线，各个中垂线分别和测量点p0，p1，p4，p6，p5，p3所对应的多边形的边有交点，由交点b0，b1，b2，b3，b4，b5围成的多边形(细黑色线围成的多边形)即为待测点x对应的多边形区域y。

s104.获取与所述多边形区域y具有重合区域的多边形区域dt，并计算多边形区域y与多边形区域dt的重合区域ct。

s105.根据重合区域ct和所述重合区域ct对应的测量点pt的值得到待测点x的值。

具体地，请参考图3，其示出了获取待测点值的方法流程图。所述根据重合区域ct和所述重合区域ct对应的测量点pt的值得到待测点x的值包括：

s1051.根据重合区域ct计算重合区域ct对应的权值wt。

具体地，权值wt的获取方法可以有多种。

在一个可行的实施方式中，可以计算重合区域ct的面积st；根据公式计算重合区域ct的对应的影响因子ht，并将影响因子ht作为权值wt。

在另一个可行的实施方式中，所述根据重合区域ct计算重合区域ct对应的权值wt包括：

计算重合区域ct的面积st；

根据公式计算重合区域ct的对应的影响因子ht，其中是重合区域ct所在的多边形区域中dt的面积；

根据公式计算重合区域ct对应的权值wt。

s1052.根据公式xi＝∑wt*qt计算待测点x的值，其中，qt为测量点pt处测得的值。

下面以示例方式详细描述本发明实施例的技术方案：

定量分析某个县区各个地方的一年降水情况，已知该地区有20个气象站pi，测出每个气象站处全年的降水量(pi的值),以此计算出各地的降水情况，请参考图4，其示出了示例中获取区域降水量的方法流程图。

根据20个气象站的位置坐标，得到所述气象站pi对应的多边形区域di，从而将所述县区划分成20份；

计算各个多边形区域di的面积

根据该县区降水量未知的点(由于未知的点可以有多个，设其中一个待测点为xi)的坐标位置信息，在所述区域中得到所述待测点xi对应的多边形区域yi；

获取与所述多边形区域yi具有重合区域的多边形区域dt，并计算多边形区域yi与多边形区域dt的重合区域ct；

根据重合区域ct和所述重合区域ct对应的测量点pt的值得到待测点xi的值；

判断待测点xi的值是否全部获取完毕；

若是，则结束；否则，继续获取待测点xi+1的值。

本发明另一个实施例提供了一种区域信息获取装置，所述区域分布有n(n≥3)个测量点pi(0≤i≤n-1)，如图5所示，所述装置包括：

第一区域划分模块，用于根据每个测量点pi的坐标位置信息，在所述区域中得到所述测量点pi对应的多边形区域di；在所述多边形区域中di的任意一点o(x,y)与所述测量点pi的距离比与其它测量点pj(j≠i)(0≤j≤n-1)的距离都近；

待测点信息获取模块，用于获取待测点x的坐标位置信息；

第二区域获取模块，用于根据待测点x的坐标位置信息，在所述区域中得到所述待测点x对应的多边形区域y；在所述多边形区域中y的任意一点o′(x,y)与所述待测点x的距离比与其它测量点pi的距离都近；

重合区域计算模块，用于获取与所述多边形区域y具有重合区域的多边形区域dt，并计算多边形区域y与多边形区域dt的重合区域ct；

待测点值获取模块，用于根据重合区域ct和所述重合区域ct对应的测量点pt的值得到待测点x的值。

如图6所示，所述待测点值获取模块包括：

权值获取单元，用于根据重合区域ct计算重合区域ct对应的权值wt；

待测点值计算单元，用于根据公式xi＝∑wt*qt计算待测点x的值，其中，qt为测量点pt处测得的值。

如图7所示，所述权值获取单元包括：

面积计算单元，用于计算重合区域ct的面积st；

影响因子计算单元，用于根据公式计算重合区域ct的对应的影响因子ht，其中是重合区域ct所在的多边形区域中dt的面积；

权值计算单元，用于根据公式计算重合区域ct对应的权wt值。

具体地，所述第一区域划分模块根据delaulay三角网法、扫描线法、中垂线法或颜色判别法构造多边形区域di。

具体地，所述第二区域划分模块根据delaulay三角网法、扫描线法、中垂线法或颜色判别法构造多边形区域y。

本发明装置实施例与方法实施例均基于相同的构思，解决相同的技术问题。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。