微波輻射計風(fēng)羽圖繪制方法

◎姜亦宏 楊麗麗

微波輻射計風(fēng)羽圖繪制方法

◎姜亦宏 楊麗麗

本文闡述了一種風(fēng)羽圖的繪制方法，用二維彩色繪圖展示風(fēng)速、風(fēng)向等，為輻射計在氣象領(lǐng)域的應(yīng)用提供更多的產(chǎn)品展示。本文給出了該方法在VC++6．0下的實(shí)現(xiàn)方式。實(shí)驗結(jié)果證明，該風(fēng)羽圖的繪制方法具有可操作性和實(shí)用性。

風(fēng)羽圖，是氣象領(lǐng)域表示風(fēng)向、風(fēng)速的符號圖。根據(jù)風(fēng)羽圖，可以分析糊涂區(qū)域范圍內(nèi)的風(fēng)場情況。

隨著微波輻射計在氣象領(lǐng)域的推廣，輻射計軟件對風(fēng)羽圖的展示需求越來越高。本文介紹一種基于微波輻射計的風(fēng)羽圖繪制方法，能夠直觀地顯示風(fēng)場情況，為用戶對天氣的變化預(yù)測提供依據(jù)。

繪圖組成

風(fēng)羽圖由由風(fēng)桿、風(fēng)羽、風(fēng)三角組成。

風(fēng)桿。風(fēng)桿表示風(fēng)向，風(fēng)羽表示風(fēng)速，風(fēng)桿長度宜為0.6 cm至0.8 cm。

風(fēng)羽。風(fēng)羽為風(fēng)矢的組成部分，與風(fēng)向桿相配合，用來表示風(fēng)速與風(fēng)向。在北半球畫在風(fēng)向桿遠(yuǎn)離站圈一端的順時針向一方（即風(fēng)來向的左側(cè)），在南半球畫在逆時針向一方（即風(fēng)來向的右側(cè)）。我國現(xiàn)行填圍規(guī)定風(fēng)羽與民失桿成120°夾角。每個風(fēng)羽長劃（長0.4cm）代表4m/s，短劃（長0.2cm，為長劃的一半）代表2m／s。長劃與短劃示意圖見圖1。

圖1 短劃、長劃和風(fēng)三角示意圖

風(fēng)三角。風(fēng)速等于或大于20m／s（或50kn）時，則改用或另加用“風(fēng)三角（三角旗）”表示。1～24m/s區(qū)間風(fēng)羽效果圖見圖2。

圖2 1～24米/秒?yún)^(qū)間 風(fēng)羽效果圖

備注：○表示無風(fēng)，風(fēng)速不明時，在風(fēng)向桿尖端填“X”

繪圖步驟

總體思路：

將每個時刻的結(jié)構(gòu)體數(shù)組（包括風(fēng)速、風(fēng)向、高度），加入數(shù)據(jù)鏈表；隨時間不斷加載數(shù)據(jù)，每次加載新數(shù)據(jù)后對整個數(shù)據(jù)鏈表里的數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖更新。

繪圖時，根據(jù)整個數(shù)據(jù)鏈表的長度Datalength，以及結(jié)構(gòu)體數(shù)組的最大維度MaxSize，將繪圖區(qū)域分成Datalength＊MaxSize個繪圖矩形區(qū)域，在每個矩形區(qū)域內(nèi)進(jìn)行繪圖。

采用內(nèi)存繪圖，降低繪圖閃爍。

風(fēng)桿坐標(biāo)計算。設(shè)（x0，y0）為矩形區(qū)域的中心，m_frrr為風(fēng)桿長度，本方法采用平移m_frrr/2.0作為風(fēng)桿的圓心起點(diǎn)。

風(fēng)桿的圓心起點(diǎn)（x1，y1）計算方法如下：

double PI = 3.14159265358979;

long x1 = x0 - (long)(m_ frrr/2.0f＊sin(fFX/180.f＊PI));

long y1 = y0 + (long)(m_ frrr/2.0f＊cos(fFX/180.f＊PI));

風(fēng)桿的終點(diǎn)（x2，y2）計算方法如下：

long x2 = x1 + (long)(m_ frrr＊sin(fFX/180.f＊PI));

long y2 = y1 - (long)(m_ frrr＊cos(fFX/180.f＊PI));

風(fēng)羽坐標(biāo)計算。設(shè)每個風(fēng)羽長劃長度為m_frrr/2；風(fēng)羽短劃長度為m_frrr/4；設(shè)三角風(fēng)羽為直角三角形，斜邊長度為m_ frrr/2；風(fēng)羽間隔m_frrr/8。

對每個風(fēng)羽三角，其坐標(biāo)計算如下：

在風(fēng)桿上的頂點(diǎn)坐標(biāo)（x3m，y3m）

long x3m = x1 + (long) (rxmnex＊sin(fjd/180.f＊PI));

long y3m = y1 - (long) (rxmnex＊cos(fjd/180.f＊PI));

其中rxmnex為風(fēng)桿上的頂點(diǎn)到風(fēng)桿的圓心起點(diǎn)（x1，y1）的距離長度。

遠(yuǎn)離風(fēng)桿的頂點(diǎn)坐標(biāo)（x4m，y4m）

long x4m = x3m + (long)(rx＊sin((120-fjd)/180.f＊PI));

long y4m = y3m + (long) (rx＊cos((120-fjd)/180.f＊PI));

其中rx為三角形斜邊的長度。

直角坐標(biāo)等于上一個的三角形的風(fēng)桿頂點(diǎn)坐標(biāo)。

對每個每個風(fēng)羽長劃，其坐標(biāo)計算如下：

在風(fēng)桿上的點(diǎn)坐標(biāo)（x3n，y3n）

long x3n = x1 + (long) (rxmnex＊sin(fjd/180.f＊PI));

long y3n = y1 - (long) (rxmnex＊cos(fjd/180.f＊PI));

同上，rxmnex為風(fēng)桿上的頂點(diǎn)到風(fēng)桿的圓心起點(diǎn)（x1，y1）的距離長度。

遠(yuǎn)離風(fēng)桿的點(diǎn)坐標(biāo)（x4n，y4n）

long x4n = x3n + (long)( m_ frrr/2＊sin((120-fjd)/180.f＊PI));

long y4n = y3n + (long)( m_ frrr/2＊cos((120-fjd)/180.f＊PI));

對每個每個風(fēng)羽短劃，其坐標(biāo)計算如下：

在風(fēng)桿上的點(diǎn)坐標(biāo)（x3i，y3i）

long x3i = x1 + (long) (rxmnex＊sin(fjd/180.f＊PI));

long y3i = y1 - (long) (rxmnex＊cos(fjd/180.f＊PI));

其中rxmnex為風(fēng)桿上的頂點(diǎn)到風(fēng)桿的圓心起點(diǎn)（x1，y1）的距離長度。

遠(yuǎn)離風(fēng)桿的點(diǎn)坐標(biāo)（x4m，y4m）

long x4i = x3i + (long)( m_ frrr/4＊sin((120-fjd)/180.f＊PI));

long y4i = y3i + (long)( m_ frrr/4＊cos((120-fjd)/180.f＊PI));

以上fjd均為為風(fēng)向角度值。

繪圖。將儲存在結(jié)構(gòu)體中的數(shù)據(jù)按上訴思路進(jìn)行數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化后，利用VC函數(shù)MoveTo、LineTo以及FOR循環(huán)等等實(shí)現(xiàn)圖形繪制。

繪圖結(jié)論

本方法在VC++6.0開發(fā)環(huán)境下，進(jìn)行風(fēng)羽圖的繪圖實(shí)現(xiàn)。

所繪風(fēng)羽圖如圖3所示。

圖3 某時刻風(fēng)羽圖繪制效果圖

由實(shí)驗結(jié)果可以，本方法繪制的風(fēng)羽圖對風(fēng)速和風(fēng)向有良好的展示效果。

（作者單位：中國電波傳播研究所）