基于网格队列和分段拟合的机场噪声可视化方法

摘要

本发明公开了一种基于网格队列和分段拟合的机场噪声可视化方法，属于机场噪声等值线绘制领域。该方法是先根据机场噪声等值线的绘制要求建立初始等值线数组，然后构建动态绘制的当前噪声等值线网格队列数组H_i，再利用曲线分段拟合预测算法对实时噪声数据进行处理，得到满足动态绘制要求的数据集S_i，利用网格队列等值点摇摆算法对H_i、S_i进行处理，得到下一时刻的等值线网格队列数组H_i+1，利用网格内等值线追踪算法对H_i+1进行处理，得到实时的等值线图，最后循环步骤2至步骤5，动态绘制出噪声等值线图。本发明方法避免了网格的多次遍历，并可反映等值线的动态变化，满足了实时性要求。

主权项

一种基于网格队列和分段拟合的机场噪声可视化方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：根据机场噪声等值线的绘制要求建立初始噪声等值线数组C；步骤2：构建动态绘制的当前噪声等值线网格队列数组H_i，下标i为初始噪声等值线数组C中的元素编号；步骤2的具体内容是：①若为开始时刻，则遍历所有网格，查找出噪声等值线经过的网格，对于每条噪声等值线分别以队列的形式保存网格编号，构建H₀；②若前一时刻已建立H_i‑1，则令H_i＝H_i‑1；步骤3：利用曲线分段拟合预测算法对实时噪声数据进行处理，得到满足动态绘制要求的数据集S_i；步骤3的具体内容是：步骤3.1：算法初始化，按照指定的噪声预测精度阈值T，建立预测精度判断标准：$\left\{\begin{array}{c}|f\left(t\right)-y\left(t\right)|\le T\\ f\left(t\right)\%K=y\left(t\right)\%k\end{array}\right.$式中：f(t)为t时刻的预测值，y(t)为t时刻的测量值，k为等值线间距；步骤3.2：选择多项式函数、指数函数作为基础预测模型；步骤3.3：对于网格区域内的某点P，分别利用上述基础预测模型进行拟合，并根据拟合结果和预测精度判断标准选择最优的模型作为最终模型F，同时修改模型对应的预测参数；步骤3.4：对于时刻t，如果当前没有满足要求的模型，则用当前采集噪声值进行预测，否则利用模型F进行预测，从而计算出t时刻的预测值；步骤3.5：重复步骤3.3～3.4，得到满足动态绘制要求的数据集S_i；步骤4：利用网格队列等值点摇摆算法对H_i、S_i进行处理，得到下一时刻的噪声等值线网格队列数组H_i+1；步骤4的具体内容是：步骤4.1：基于初始噪声等值线数组C，构建等值线网格队列Q_i+1，遍历C，对于等值线为C_i，构建网格队列q_i+1,i，遍历Q_i中q_i,i的网格，如果某网格边存在等值点，则沿该网格边所在行或列计算新等值点的位置，并将新等值点所属的两个网格的编号加入q_i+1,i，修改对应的网格标识，将q_i+1,i加入Q_i+1；步骤4.2：遍历Q_i+1中q_i+1,i的网格，如果某网格边不存在等值点，则根据网格点值重新计算并判断，若存在等值点，则将该网格边所属的两个网格的编号加入q_i+1,i，并修改对应的网格标识，将q_i+1,i加入Q_i+1；步骤4.3：根据上述两步骤得到最终的等值线网格队列Q_i+1；步骤4.4：重复步骤4.1～4.3，得到下一时刻的噪声等值线网格队列数组H_i+1；步骤5：利用网格内等值线追踪算法对H_i+1进行处理，得到实时的噪声等值线图；步骤5的具体内容是：步骤5.1：对于网格G，判断其四个顶点的噪声值与等值线值大小，计算网格边存在等值点的个数K，判断的标准为：若网格边的两个端点值将C_i夹在中间，则该网格边存在属性值为等值点；步骤5.2：当K＝2时，说明该网格存在两个等值点，直接连接即可；当K＝4时，利用简单平均法计算网格中心点的值p，并将p与C_i比较，若p>C_i，则连接该网格内顶点值大于C_i的相邻的两个等值点，否则连接网格内顶点值小于C_i的相邻的两个等值点；步骤5.3：重复步骤5.1～5.2，得到实时的噪声等值线图；步骤6：循环执行步骤2至步骤5，动态绘制出噪声等值线图。