WebGIS中前端JS生成等值面方法探討

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1.背景

        在以前的博文《WebGIS中等值面展現的相關方案簡析》中我提到了兩種生成等值面的方法：

       a.使用GP服務發佈等值面生成服務，前端調用該服務生成等值面圖片而後疊加至地圖上。

       b.使用AE開發等值面生成工具，將等值面圖片瓦片化後疊加至地圖上。

 　　

       從實現方式上來講，這兩種方案均是經過後臺生成等值面圖片，前端進行圖片疊加展現。

       若是項目中咱們的觀察值頻繁變化，好比五分鐘變化一次，那麼咱們的等值面應該及時同步變化。可是若是利用後臺服務來實現，則更新頻次對後臺服務存在必定壓力，主要體如今插值圖片頻繁切圖等。而且因爲前端展現的僅僅是圖片，沒法在前端實現與等值面的交互。

       這裏，咱們探討一種真正的在前端實現插值等值面的方法。

2.插值探討

        等值面生成的核心原理是插值。咱們經常使用的插值算法有反距離加權法（IDW）、樣條插值法、克里金法、離散平滑插值、趨勢面光滑插值等。這裏咱們採用克里金插值。

       克里金方法最先是由法國地理學家Matheron和南非礦山工程師Krige提出的，用於礦山勘探。這種方法認爲在空間連續變化的屬性是很是不規則的，用簡單的平滑函數進行模擬將出現偏差，用隨機表面函數給予描述會比較恰當 (克里金中包括幾個因子：變化圖模型、漂移類型和礦塊效應) 。

       克里金方法的關鍵在於權重係數的肯定，該方法在插值過程當中根據某種優化準則函數來動態地決定變量的數值，從而使內插函數處於最佳狀態。克里金方法考慮了觀測的點和被估計點的位置關係，而且也考慮各觀測點之間的相對位置關係，在點稀少時插值效果比反距離權重等方法要好。因此利用克里金方法進行空間數據插值每每取得理想的效果。

在地質統計學中，根據應用目標的區別，發展了多種克里格方法如：

       a.簡單克里格(Simple-Kriging)

       b.普通克里格(Ordinary-Kriging)

       c.泛克里格(Universal-Kriging)

       d.對數正態克里格(Log-Normal Kriging)

       e.協同克里格(Cokriging)

       f.擬協克里格(Pseudo-Kriging)

       g.指示克里格(Indicator-Kriging)

       h.離析克里格（Disjunctive-Kriging）

       在三維地質建模過程當中，克里格被做爲插值方法，能過最大的程度的保證地質界面與原始數據的吻合，且不依賴於網絡。

3.格網化插值的實現

       a.咱們首先須要將待插值的範圍劃分紅若干格網，格網的數目會影響插值的效果。

       b.針對每一個格網進行插值計算。

       c.全部格網基於插值數值進行配色渲染。

 　　

4.獲取真正的等值面

       格網化插值展現結果已是趨於等值面展現了，而且隨着格網粒度進一步變小，展現結果將更趨於平滑，可是隨之的性能開銷將愈來愈大，並且沒法規避漸變處的鋸齒狀況。

       因此咱們還得研究如何根據已有插值格網獲取等值面。

       這個研究相似與柵格數據轉矢量數據的研究，該類型算法網上有比較多的介紹，這裏我直接給出優化後的結果：

　　

 

　　　　　　　　　　　　　　　　

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