使用griddata进行均匀网格和离散点之间的相互插值

使用griddata进行均匀网格和离散点之间的相互插值文章目录1griddata函数介绍2离散点插值到均匀网格3均匀网格插值到离散点4获取最近邻的Index插值操作非常常见,数学思想也很好理解。常见的一维插值很容易实现,相对来说,要实现较快的二维插值,比较难以实现。这里就建议直接使用scipy的griddata函数。1griddata函数介绍官网介绍2离散点插值到均匀网格definterp2d_station_to_gri…

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

插值操作非常常见,数学思想也很好理解。常见的一维插值很容易实现,相对来说,要实现较快的二维插值,比较难以实现。这里就建议直接使用scipy 的griddata函数。

1 griddata函数介绍

官网介绍

在这里插入图片描述

2 离散点插值到均匀网格

def interp2d_station_to_grid(lon,lat,data,loc_range = [18,54,73,135],
                             det_grid = 1 ,method = 'cubic'):
    ''' func : 将站点数据插值到等经纬度格点 inputs: lon: 站点的经度 lat: 站点的纬度 data: 对应经纬度站点的 气象要素值 loc_range: [lat_min,lat_max,lon_min,lon_max]。站点数据插值到loc_range这个范围 det_grid: 插值形成的网格空间分辨率 method: 所选插值方法,默认 0.125 return: [lon_grid,lat_grid,data_grid] '''
    #step1: 先将 lon,lat,data转换成 n*1 的array数组
    lon = np.array(lon).reshape(-1,1)
    lat = np.array(lat).reshape(-1,1)
    data = np.array(data).reshape(-1,1)
    
    #shape = [n,2]
    points = np.concatenate([lon,lat],axis = 1)
    
    #step2:确定插值区域的经纬度网格
    lat_min = loc_range[0]
    lat_max = loc_range[1]
    lon_min = loc_range[2]
    lon_max = loc_range[3]
    
    lon_grid, lat_grid = np.meshgrid(np.arange(lon_min,lon_max+det_grid,det_grid), 
                       np.arange(lat_min,lat_max+det_grid,det_grid))
    
    #step3:进行网格插值
    grid_data = griddata(points,data,(lon_grid,lat_grid),method = method)
    grid_data = grid_data[:,:,0]
    
    #保证纬度从上到下是递减的
    if lat_grid[0,0]<lat_grid[1,0]:
        lat_grid = lat_grid[-1::-1]
        grid_data = grid_data[-1::-1]
    
    return [lon_grid,lat_grid,grid_data]
import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.interpolate import griddata
import os
from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import numpy.ma as ma

r6_p = get_station_data(f1,file_type = 'r6-p')
scatter_station_on_map(station_lon = r6_p[:,1],station_lat = r6_p[:,2],
                       station_value = r6_p [:,4])

new_data = interp2d_station_to_grid(lon = r6_p[:,1],lat = r6_p[:,2],
                                    data = r6_p[:,4],
# method='linear',
                                    )
contourf_data_on_map(new_data[2],new_data[0],new_data[1])

下面为插值前后的数据类型及其大小
在这里插入图片描述

  • 原始站点数据。降水量越大,站点颜色越深,小圆圈越大。

在这里插入图片描述

  • method = ‘linear’

在这里插入图片描述

  • method = ‘cubic’

在这里插入图片描述
可以看到,在点比较少的情况下,不同插值方法,结果相差挺大,但降水中心都预测出来了。

3 均匀网格插值到离散点

在气象上,用得更多的,是将均匀网格的数据插值到观测站点,此时,也可以逆向使用 griddata方法插值;这里就不做图显示了。

def grid_interp_to_station(all_data, station_lon,station_lat ,method = 'cubic'):
    ''' func: 将等经纬度网格值 插值到 离散站点。使用griddata进行插值 inputs: all_data,形式为:[grid_lon,grid_lat,data] 即[经度网格,纬度网格,数值网格] station_lon: 站点经度 station_lat: 站点纬度。可以是 单个点,列表或者一维数组 method: 插值方法,默认使用 cubic '''
    station_lon = np.array(station_lon).reshape(-1,1)
    station_lat = np.array(station_lat).reshape(-1,1)
    
    lon = all_data[0].reshape(-1,1)
    lat = all_data[1].reshape(-1,1)
    data = all_data[2].reshape(-1,1)
    
    points = np.concatenate([lon,lat],axis = 1)
    
    station_value = griddata(points,data,(station_lon,station_lat),method=method)
    
    station_value = station_value[:,:,0]
    
    return station_value

4 获取最近邻的Index

def get_nearest_point_index(point_lon_lat,lon_grid,lat_grid):
    ''' func:获取与给定经纬度值的点最近的等经纬度格点的经纬度index inputs: point_lon_lat: 给定点的经纬度,eg:[42.353,110.137] lon_grid: 经度网格 lat_grid: 纬度网格 return: index: [index_lat,index_lon] '''
    #step1: 获取网格空间分辨率;默认纬度和经度分辨率一致
    det = lon_grid[0,1]-lon_grid[0,0]
    
    #step2: 
    point_lon = point_lon_lat[0]
    point_lat = point_lon_lat[1]
    
    lon_min = np.min(lon_grid)
    lat_min = np.min(lat_grid)
# lat_max = np.max(lat_grid)
    
    index_lat = round((point_lat-lat_min)/det)
    index_lon = round((point_lon-lon_min)/det)
    
    #由于默认的 lat_max值对应的index为0,因此需要反序
    index_lat = lat_grid.shape[0] -index_lat-1
    
    return [int(index_lat),int(index_lon)]
loc_range = [20,50,100,130]

det_grid = 0.25

lat_min = loc_range[0]
lat_max = loc_range[1]
lon_min = loc_range[2]
lon_max = loc_range[3]

lon_grid, lat_grid = np.meshgrid(np.arange(lon_min,lon_max+det_grid,det_grid), 
                   np.arange(lat_min,lat_max+det_grid,det_grid))

#默认使高纬在第一行
lat_grid = lat_grid[-1::-1]

index = get_nearest_point_index([113.2,30],lon_grid,lat_grid)

print(index)

在这里插入图片描述

打印输出的index = [80,53], 我们lon_grid和lat_grid去查找一下,对应的经纬度为[113.25,30] ,

刚好位置对上!done!

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/143986.html原文链接:https://javaforall.net

(0)
全栈程序员-站长的头像全栈程序员-站长


相关推荐

  • ios-anchorPoint、position理解[通俗易懂]

    ios-anchorPoint、position理解[通俗易懂]anchorPoint(锚点)是layer的一个属性,下面我们来看看其对view的影响,本文主要通过图片方式展现:锚点用单位坐标来描述也就是图层的相对坐标。在苹果文档中说明左下是(0,0),右上是(1,1),经过试验这个是错的,实际上:图层左上角是{0,0},右下角是{1,1},取值范围不限。单位坐标的意思是指以视图长款为单位来计算,坐标系展示如下:默认一个视图的锚

    2022年10月8日
    0
  • C语言实现哈夫曼编码_哈夫曼编码压缩文件c语言

    C语言实现哈夫曼编码_哈夫曼编码压缩文件c语言////霍夫曼编码//#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>/**思路:用一个有序链表(从大到小)来保存节点,然后通过链表来构造霍夫曼树,再由霍夫曼树得到霍夫曼编码**/typedefstructhuffman_tree_node{intwe…………

    2025年7月30日
    2
  • blob对象介绍[通俗易懂]

    blob对象介绍[通俗易懂]一个Blob对象表示一个不可变的,原始数据的类似文件对象。Blob表示的数据不一定是一个JavaScript原生格式blob对象本质上是js中的一个对象,里面可以储存大量的二进制编码格式的数据。创建blob对象创建blob对象本质上和创建一个其他对象的方式是一样的,都是使用Blob()的构造函数来进行创建。构造函数接受两个参数:第一个参数为一个数据

    2025年6月19日
    0
  • SpringMVC面试题总结「建议收藏」

    SpringMVC面试题总结「建议收藏」前言:SpringMVC的面试题常见的也就那几种,本文我打算分为两个方向为大家介绍SpringMVC的面试题。第一部分将从源码的执行的角度分析SpringMVC(以后简称MVC)第二部分将从面试官常问的SpringMVC面试题取介绍SpringMVC源码介绍1.http://localhost:8000/hello这个路径的执行流程是怎么走的流程大致分析一下:首先会请求会进入前…

    2022年6月19日
    23
  • pycharm gitee_pycharm上传代码到github

    pycharm gitee_pycharm上传代码到github1.查看git日志2.文件更改添加一部分信息后文件会变蓝新创建一个文件夹会提问要不要加入到Git中如果选择cancel文件夹会继续是红色的然后不加到Git仓库选择add则文件名变绿3.提交更改左键双击可以查看更改的具体信息填写提交的备注信息然后点击commit可以看到文件颜色消失下面是未push时的截图然后输入账号密码可以看到提交成功…

    2022年8月27日
    3
  • android怎样换背景图片,手机怎么抠图换背景 安卓和iPhone一键抠图换背景教程

    android怎样换背景图片,手机怎么抠图换背景 安卓和iPhone一键抠图换背景教程原标题:手机怎么抠图换背景安卓和iPhone一键抠图换背景教程转自:电脑百事网果粉俱乐部原创平时很多小伙伴都喜欢拍照嗮图,而很多时候如果想要照片更美,抠图换背景会起到立竿见影的效果。那么,手机怎么抠图换背景?不少小伙伴苦于不懂PS抠图技术,总在羡慕别人。但其实很多人手机上分享的抠图照片都是通过一些APP就能够实现的,小白也可以轻松上手,下面“电脑百事网”干货来啦,教你如何借助APP,在安卓和i…

    2022年5月25日
    44

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号