В этом примере показано, как составить и анимировать данные из нескольких слоев Web Map Service (WMS).
Базовый слой с Сервера Studio аналитической визуализации (SVS) Центра космических полетов имени Годдарда НАСА Изображений. Данные в этом слое показывают спутниковые данные об облаке во время урагана Катрина с 23 августа до 30 августа 2005. Слой состоит из данных об облаке, извлеченных из, ИДЕТ 12 формирований изображений и наложенный на цветном изображении юго-восточных Соединенных Штатов.
Радар следующего поколения (NEXRAD) изображения, собранные веб-сервером карты Айовы экологической мезосети (IEM) Университета штата Айова, составляется с данными об облаке равномерно времени.
В частности, этот пример покажет вам как:
Используйте базу данных WMS, чтобы найти слои Катрины и NEXRAD
Получите базовую карту Катрины из сервера WMS в конкретный такт
Получите карту NEXRAD из сервера WMS в тот же такт
Составьте основную карту с картой, содержащей формирование изображений NEXRAD
Просмотрите составленную карту в спроектированной системе координат
Получите, составьте и анимируйте последовательности нескольких времени
Создайте видеофайл и анимированный файл GIF анимации
Если вы плохо знакомы с WMS, несколько ключевых концепций важны, чтобы понять и перечислены здесь.
Картографический Веб-сервис---Открытый геопространственный консорциум (OGC) задает картографический Веб-сервис (WMS), чтобы быть сущностью, которая "производит карты пространственно справочных данных динамически от географической информации".
Сервер WMS---сервер, который следует инструкциям OGC, чтобы представить карты и возвратить их в клиенты
сопоставьте---, определением OGC для карты является "изображение географической информации как цифровой файл изображений, подходящий для отображения на мониторе".
слой---набор данных определенного типа географической информации, такой как температура, вертикальное изменение, погода, ортофотографии, контуры, демография, топография, транспортировка, экологические измерения и различные данные из спутников
документ возможностей---XML-документ, содержащий метаданные, описывающие географическое содержимое, предложен сервером
Код, показанный в этом примере, может быть найден в этой функции:
function mapexwmsanimate(useInternet,datadir)
Поскольку серверы WMS расположены в Интернете, этот пример может быть подан, чтобы получить доступ к Интернету, чтобы динамически представить и получить карты из серверов WMS, или это может собираться использовать данные, ранее полученные из Интернета с помощью возможностей WMS, но теперь сохраненный в локальных файлах. Можно использовать переменную, useInternet
, определить, считать ли данные из локально хранивших файлов или получить данные из Интернета.
Если useInternet
флаг установлен в истину, затем Интернет-соединение должно быть установлено, чтобы запустить пример. Обратите внимание на то, что серверы WMS могут быть недоступными, и несколько минут могут протечь, прежде чем карты возвращены. Одна из проблем работы с серверами WMS - то, что иногда вы будете сталкиваться с ошибками сервера. Функция, такая как wmsread
, может испытать таймаут, если сервер недоступен. Часто, это - временная проблема, и вы сможете связать с сервером, если вы попробуете еще раз позже. Для списка типичных проблем и стратегий работы вокруг них, смотрите раздел Common Problems with WMS Servers в Руководстве пользователя Mapping Toolbox™.
Можно хранить данные локально в первый раз, когда вы запускаете пример и затем устанавливаете useInternet
отметьте ко лжи. Если useInternet
флаг не задан, он установлен в ложь.
if ~exist('useInternet', 'var') useInternet = false; end
Этот пример записывает данные к файлам если useInternet
true
или считывает данные из файлов если useInternet
false
. Это использует переменную datadir
обозначить местоположение папки, содержащей файлы данных.
if ~exist('datadir','var') datadir = fullfile(matlabroot,'examples','map'); end if ~exist(datadir,'dir') mkdir(datadir) end
Задайте анонимную функцию, чтобы предварительно ожидать datadir
к входному имени файла:
datafile = @(filename) fullfile(datadir,filename);
Один из более сложных аспектов использования WMS находит сервер WMS и затем находит слой, который представляет интерес для вас. Процесс нахождения сервера, который содержит данные, в которых вы нуждаетесь и построение определенного и часто сложного URL со всеми соответствующими деталями, может быть очень пугающим.
Mapping Toolbox™ упрощает процесс определения местоположения серверов WMS и слоев путем обеспечения локальной, установленной, и предварительно квалифицированной базы данных WMS, которая доступна для поиска, с помощью функционального wmsfind
. Можно искать базу данных слои и серверы, которые представляют интерес для вас. Вот то, как вы находите слои, содержащие термин katrina
в любом LayerName
или LayerTitle
поле базы данных:
katrina = wmsfind('katrina'); whos katrina
Name Size Bytes Class Attributes katrina 34x1 16754 WMSLayer
Поиск термина 'katrina'
возвращенный WMSLayer
массив, содержащий несколько слоев. Чтобы смотреть информацию об отдельном слое, просто отобразите его как это:
katrina(1)
ans = WMSLayer Properties: Index: 1 ServerTitle: 'NASA SVS Image Server' ServerURL: 'https://svs.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/wms?' LayerTitle: 'GOES-12 Imagery of Hurricane Katrina: Longwave Infrared Close-up (1024x1024 Animation)' LayerName: '3216_22510' Latlim: [15.0000 45.0000] Lonlim: [-100.0000 -70.0000]
Если вы вводите, katrina
, в командном окне целое содержимое массива отображено с индексом каждого элемента, включенным в выход. Это отображение дает возможность для вас исследовать целый массив быстро, ища слой интереса. Можно отобразить только LayerTitle
свойство для каждого элемента путем выполнения команды:
disp(katrina,'Properties','layertitle','Index','off','Label','off');
Когда вы обнаружили, поиск типового слова 'katrina'
возвращенные результаты многих слоев и необходимо выбрать только один слой. В общем случае поиск может даже возвратить тысячи слоев, которые могут быть слишком большими, чтобы рассмотреть индивидуально. Вместо того, чтобы искать базу данных снова, можно совершенствовать поиск при помощи refine
метод WMSLayer
класс. Используя refine
метод более эффективен и возвращает результаты быстрее, чем wmsfind
поскольку поиск был уже сужен к меньшему набору. Предоставляя строку запроса, 'goes-12*katrina*visible*close*up*animation'
, к refine
метод возвращает WMSLayer
массив, элементы которого содержат соответствие строки запроса в любом LayerTitle
или LayerName
свойства. *
символ указывает на подстановочный поиск. Если многократные въезды возвращены, выберите только первый из сервера svs.gsfc.nasa.gov.
katrina = refine(katrina,'goes-12*katrina*visible*close*up*animation'); katrina = refine(katrina,'svs.gsfc.nasa.gov','Searchfield','serverurl'); katrina = katrina(1); whos katrina
Name Size Bytes Class Attributes katrina 1x1 466 WMSLayer
База данных только хранит подмножество информации о слое. Например, информация из краткого обзора слоя, деталей об атрибутах слоя и информации о стилях и системе координат слоя не возвращена wmsfind
. Чтобы возвратить всю информацию, необходимо использовать wmsupdate
функция. wmsupdate
синхронизирует слой от базы данных с сервером, заполняя недостающие свойства слоя.
Синхронизируйте первый katrina
слой с сервером для того, чтобы получить абстрактную информацию. Поскольку это действие требует доступа к Интернету, вызовите wmsupdate
только если useInternet
флаг верен.
cachefile = datafile('katrina.mat'); if useInternet katrina = wmsupdate(katrina); if ~exist(cachefile,'file') save(cachefile,'katrina') end else cache = load(cachefile); katrina = cache.katrina; end
Отобразите абстрактную информацию слоя. Используйте isspace
чтобы помочь определить, где выровнять, переносят текст.
abstract = katrina.Abstract; endOfLine = find(isstrprop(abstract,'cntrl'),1); abstract = abstract(1:endOfLine); numSpaces = 60; while(~isempty(abstract)) k = find(isspace(abstract)); n = find(k > numSpaces,1); if ~isempty(n) fprintf('%s\n',abstract(1:k(n))) abstract(1:k(n)) = []; else fprintf('%s\n',abstract) abstract = ''; end end
The GOES-12 satellite sits at 75 degrees west longitude at an altitude of 36,000 kilometers over the equator, in geosynchronous orbit. At this position its Imager instrument takes pictures of cloud patterns in several wavelengths for all of North and South America, a primary measurement used in weather forecasting. The Imager takes a pattern of pictures of parts of the Earth in several wavelengths all day, measurements that are vital in weather forecasting. This animation shows a daily sequence of GOES-12 images in the visible wavelengths, from 0.52 to 0.72 microns, during the period that Hurricane Katrina passed through the Gulf of Mexico. At one kilometer resolution, the visible band measurement is the highest resolution data from the Imager, which accounts for the very high level of detail in these images. For this animation, the cloud data was extracted from GOES image and laid over a background color image of the southeast United States.
Обратите внимание на то, что эта абстрактная информация, включая любые типографские проблемы и неполные фрагменты, была получена непосредственно из сервера.
Можно узнать больше информации о katrina
слой путем исследования Details
свойство katrina
слой. Details.Attributes
поле сообщает вам, что слой зафиксировал ширину и зафиксировал атрибуты высоты, таким образом размер требуемой карты не может быть изменен.
katrina.Details.Attributes
ans = struct with fields: Queryable: 0 Cascaded: 0 Opaque: 1 NoSubsets: 1 FixedWidth: 1024 FixedHeight: 1024
Details.Dimension
поле сообщает вам, что слой имеет time
размерность
katrina.Details.Dimension
ans = struct with fields: Name: 'time' Units: 'ISO8601' UnitSymbol: '' Default: '2005-08-30T17:45Z' MultipleValues: 0 NearestValue: 0 Current: 0 Extent: '2005-08-23T17:45Z/2005-08-30T17:45Z/P1D'
со степенью от 2005-08-23T17:45Z
к 2005-08-30T17:45Z
с периодом P1D
(однажды), как показано в Details.Dimension.Extent
поле .
katrina.Details.Dimension.Extent
ans = '2005-08-23T17:45Z/2005-08-30T17:45Z/P1D'
Теперь, когда вы нашли слой интересным, можно получить растровую карту с помощью функционального wmsread
и отобразите карту с помощью функционального geoshow
. Начиная с Time
не задан при чтении слоя, время по умолчанию, 2005-08-30T17:45Z
, получен, как задано Details.Dimension.Default
поле . Если useInternet
флаг установлен в истину, затем кэшируйте изображение и матрицу привязки в файле GeoTIFF.
cachefile = datafile('katrina.tif'); if useInternet [katrinaMap,R] = wmsread(katrina); if ~exist(cachefile,'file') geotiffwrite(cachefile,katrinaMap,R) end else [katrinaMap,R] = geotiffread(cachefile); end
Отобразите katrinaMap
и наложите данные из usastatehi.shp
файл.
states = shaperead('usastatehi.shp','UseGeoCoords',true); figure usamap(katrina.Latlim, katrina.Lonlim) geoshow(katrinaMap,R) geoshow(states,'FaceColor','none') title({katrina.LayerTitle, katrina.Details.Dimension.Default}, ... 'Interpreter','none')
Радарные изображения NEXRAD для Соединенных Штатов хранятся на веб-сервере карты Университета штата Айова IEM. Сервер удобно хранит изображения NEXRAD с пятиминутным шагом от 1995-01-01
к настоящему времени. Можно найти слой первым поиском термина IEM WMS Service
в ServerTitle
поле базы данных WMS, затем совершенствовав поиск путем запроса слоя интереса, nexrad-n0r-wmst
.
iemLayers = wmsfind('IEM WMS Service','SearchField','servertitle'); nexrad = refine(iemLayers,'nexrad-n0r-wmst');
Синхронизируйте слой с сервером.
cachefile = datafile('nexrad.mat'); if useInternet nexrad = wmsupdate(nexrad); if ~exist(cachefile,'file') save(cachefile,'nexrad') end else cache = load(cachefile); nexrad = cache.nexrad; end
Составлять nexrad
слой с katrina
слой, необходимо получить nexrad
слой в совпадающих периодах времени, и параллельный географический и степени изображений. Details.Dimension
поле сообщает вам, что слой имеет измерение времени,
nexrad.Details.Dimension
ans = struct with fields: Name: 'time' Units: 'ISO8601' UnitSymbol: '' Default: '2006-06-23T03:10:00Z' MultipleValues: 0 NearestValue: 0 Current: 0 Extent: '1995-01-01/2011-12-31/PT5M'
и Details.Dimension.Default
поле сообщает вам, что степень времени слоя включает секунды.
nexrad.Details.Dimension.Default
ans = '2006-06-23T03:10:00Z'
Получите временную стоимость, случайную с katrina
слой, и добавляет секунды в спецификацию времени.
nexradTime = [katrina.Details.Dimension.Default(1:end-1) ':00Z'];
Присвойте latlim
и lonlim
переменные, чтобы задать пределы для nexrad
слой. Установите значения к пределам katrina
слой так, чтобы географические области соответствовали. Обратите внимание на то, что nexrad
южный предел широты слоя не расширяет так же далекий юг как katrina
южный предел широты слоя. Значения, которые лежат вне географического четырехугольника ограничения nexrad
слой установлен в цвет фона.
fprintf('%s%d\n','Southern latitude limit of NEXRAD layer: ',nexrad.Latlim(1)) fprintf('%s%d\n','Southern latitude limit of Katrina layer: ',katrina.Latlim(1))
Southern latitude limit of NEXRAD layer: 24 Southern latitude limit of Katrina layer: 10
latlim = katrina.Latlim; lonlim = katrina.Lonlim;
Присвойте imageHeight
и imageWidth
переменные.
imageHeight = katrina.Details.Attributes.FixedHeight; imageWidth = katrina.Details.Attributes.FixedWidth;
Можно получить nexradMap
с сервера, заданного в то же время, что и katrinaMap
и для тех же географических степеней и степеней изображений, путем предоставления пар параметра/значения к wmsread
функция. Чтобы точно получить радарный сигнал из карты, установите ImageFormat
параметр к image/png
формат. Для того, чтобы легко получить сигнал из фона, выберите цвет фона к черному цвету ([0 0 0]
).
Получите nexradMap
.
black = [0 0 0]; cachefile = datafile('nexrad.tif'); if useInternet [nexradMap,R] = wmsread(nexrad, ... 'Latlim',latlim,'Lonlim',lonlim,'Time',nexradTime, ... 'BackgroundColor',black,'ImageFormat','image/png', ... 'ImageHeight',imageHeight,'ImageWidth',imageWidth); if ~exist(cachefile, 'file') geotiffwrite(cachefile,nexradMap,R) end else [nexradMap,R] = geotiffread(cachefile); end
Отобразите nexradMap
.
figure usamap(latlim,lonlim) geoshow(nexradMap,R) geoshow(states,'FaceColor','none','EdgeColor','white') title({nexrad.LayerTitle, nexradTime},'Interpreter','none');
Составлять nexradMap
с копией katrinaMap
, необходимо идентифицировать нефоновые пиксели в nexradMap
. nexradMap
данные возвращены как изображение с классом дважды, из-за того, как этот веб-сервер карты обрабатывает PNG
формат, таким образом, вы должны преобразовать его в uint8
перед слиянием.
Идентифицируйте пиксели nexradMap
отобразите, которые не содержат цвет фона.
threshold = 0; index = any(nexradMap > threshold, 3); index = repmat(index,[1 1 3]);
Составьте nexradMap
с katrinaMap
.
combination = katrinaMap; combination(index) = uint8(nexradMap(index)*255);
Отобразите составленную карту.
figure usamap(latlim,lonlim) geoshow(combination,R) geoshow(states,'FaceColor','none') title({'GOES 12 Imagery of Hurricane Katrina', ... 'Composited with NEXRAD Radar',nexradTime})
Следующий шаг должен инициализировать переменные для того, чтобы анимировать составленный katrina
и nexrad
карты.
Создайте переменные, которые содержат степень времени katrina
слой.
extent = katrina.Details.Dimension.Extent;
slash = '/';
slashIndex = strfind(extent,slash);
startTime = extent(1:slashIndex(1)-1);
endTime = extent(slashIndex(1)+1:slashIndex(2)-1);
Вычислите числовые значения для дней конца и запуска. Обратите внимание на то, что степень времени находится в yyyy-mm-dd
формат.
hyphen = '-';
hyphenIndex = strfind(startTime,hyphen);
dayIndex = [hyphenIndex(2) + 1, hyphenIndex(2) + 2];
startDay = str2double(startTime(dayIndex));
endDay = str2double(endTime(dayIndex));
Присвойте начальную букву katrinaTime.
katrinaTime = startTime;
Поскольку несколько запросов к серверу требуются для анимации, более эффективно использовать WebMapServer
и WMSMapRequest
классы.
Создайте WebMapServer
объект для сервера каждого слоя.
nasaServer = WebMapServer(katrina.ServerURL); iemServer = WebMapServer(nexrad.ServerURL);
Создайте WMSMapRequest
объекты.
katrinaRequest = WMSMapRequest(katrina, nasaServer); nexradRequest = WMSMapRequest(nexrad, iemServer);
Присвойте свойства.
nexradRequest.Latlim = latlim;
nexradRequest.Lonlim = lonlim;
nexradRequest.BackgroundColor = black;
nexradRequest.ImageFormat = 'image/png';
nexradRequest.ImageHeight = imageHeight;
nexradRequest.ImageWidth = imageWidth;
Анимация может быть просмотрена в браузере, когда браузер открывает анимированный файл GIF или видеофайл AVI. Чтобы создать кадры анимации основной карты WMS и векторных оверлейных программ, создайте цикл в течение каждого дня от startDay
к endDay
, и получите katrinaMap
и nexradMap
в течение того дня. Составьте карты в одно изображение, отобразите изображение, получите систему координат и сохраните результаты в систему координат файла AVI и систему координат анимированного файла GIF.
Чтобы совместно использовать с другими или отправить на сервисы интернет-видео, создайте видеофайл AVI, содержащий все системы координат с помощью класса VideoWriter.
videoFilename = fullfile(pwd,'wmsanimated.avi'); if exist(videoFilename,'file') delete(videoFilename) end writer = VideoWriter(videoFilename); writer.FrameRate = 1; writer.Quality = 100; open(writer)
Анимация просматривается в одном отображении карты. Вне цикла анимации создайте отображение карты. Инициализируйте hmap
, используемый в цикле в качестве указателя возврата от функционального geoshow
, таким образом, это может быть удалено на первом, проходят через цикл. Цикл в течение каждого дня, получите и отобразите карту WMS и сохраните систему координат.
fig = figure; usamap(latlim,lonlim) hstates = geoshow(states,'FaceColor','none'); hmap = []; for k = startDay:endDay % Update the time values and assign the Time property for each server. currentDay = num2str(k); katrinaTime(dayIndex) = currentDay; nexradTime = [katrinaTime(1:end-1) ':00Z']; katrinaRequest.Time = katrinaTime; nexradRequest.Time = nexradTime; % Retrieve the WMS map of Katrina from the server (or file) % for this time period. cachefile = datafile(['katrina_' num2str(currentDay) '.tif']); if useInternet katrinaMap = getMap(nasaServer, katrinaRequest.RequestURL); if ~exist(cachefile, 'file') geotiffwrite(cachefile, katrinaMap, katrinaRequest.RasterRef) end else katrinaMap = geotiffread(cachefile); end % Retrieve the WMS map of the NEXRAD imagery from the server (or file) % for this time period. cachefile = datafile(['nexrad_' num2str(currentDay) '.tif']); if useInternet nexradMap = getMap(iemServer, nexradRequest.RequestURL); if ~exist(cachefile, 'file') geotiffwrite(cachefile, nexradMap, nexradRequest.RasterRef) end else nexradMap = geotiffread(cachefile); end % Identify the pixels of the nexradMap image that do not contain the % background color. index = any(nexradMap > threshold, 3); index = repmat(index,[1 1 3]); % Composite nexradMap with katrinaMap. combination = katrinaMap; combination(index) = uint8(nexradMap(index)*255); % Delete the old map and display the new composited map. delete(hmap) hmap = geoshow(combination, katrinaRequest.RasterRef); uistack(hstates,'top') title({'GOES 12 Imagery of Hurricane Katrina', ... 'Composited with NEXRAD Radar',nexradTime}) drawnow % Save the current frame as an RGB image. currentFrame = getframe(fig); RGB = currentFrame.cdata; % Create an indexed image for each RGB frame in order to display an % animated GIF. if k == startDay % The first time through the loop, convert the RGB image to % an indexed image and save the colormap into the % variable, cmap. Use cmap to convert later frames. [frame,cmap] = rgb2ind(RGB,256,'nodither'); % Use the size of the first frame and the total % number of frames to initialize animated with % a size large enough to contain all the frames. frameSize = size(frame); numFrames = endDay - startDay + 1; animated = zeros([frameSize 1 numFrames],'like',frame); else % Use the colormap from the first frame conversion and % convert this frame to an indexed image. frame = rgb2ind(RGB,cmap,'nodither'); end % Store the frame into the animated array for the GIF file. frameCount = k - startDay + 1; animated(:,:,1,frameCount) = frame; % Write the RGB frame to the AVI file. writeVideo(writer,RGB); end
Закройте Окно рисунка и файл AVI.
close(fig) close(writer)
Запишите анимированный файл GIF.
filename = fullfile(pwd,'wmsanimated.gif'); if exist(filename,'file') delete(filename) end delayTime = 2.0; loopCount = inf; imwrite(animated,cmap,filename, ... 'DelayTime',delayTime,'LoopCount',loopCount);
Анимация может быть просмотрена в браузере, когда браузер открывает анимированный файл GIF.
Катрина Лейер
Слой Катрины, используемый в примере, с Сервера SVS Центра космических полетов имени Годдарда НАСА Изображений и обеспечен Studio Аналитической визуализации.
Для получения дополнительной информации об этом сервере, запуске:
>> wmsinfo('http://svs.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/wms?')
Слой NEXRAD
Слой NEXRAD, используемый в примере, с сервера IEM WMS Университета штата Айова и является сгенерированным составным объектом КОНУСА Национальной метеорологической службы (NWS) базовая отражающая способность уровня III WSR-88D.
Для получения дополнительной информации об этом сервере, запуске:
>> wmsinfo('http://mesonet.agron.iastate.edu/cgi-bin/wms/nexrad/n0r-t.cgi?')
WMSMapRequest
| WebMapServer
| geoshow
| refine
| usamap
| wmsfind
| wmsread
| wmsupdate