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专利号: 2018100672030
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种对地面气象观测站观测相对湿度数值的检验方法,其特征在于包括如下步骤:

步骤1)读取气象站观测记录,从中提取气象站属性和气象要素信息,构成一个数据集合DS[ID,La,Lo,RH,VP,T],其中,ID表示气象站的编号,用于区分不同气象站;La和Lo分别表示气象站所在地理位置的纬度和经度;RH表示相对湿度,并根据设定的相对湿度、环境温度以及水气压三要素之间的逻辑关系对所述数据集合DS中每个气象站的湿度数据进行初步筛查,剔除不符合所述逻辑关系的记录形成另一个数据集合DSI[ID,La,Lo,RH,VP,T];

步骤2)定义一个用于存储多个检索半径的数值的数据集合DSR[R];

步骤3)从数据集合DS中提取一个气象站的完整记录,DS[id,la,lo,rh,vp,t],其中,id表示当前被检查的气象站编号;la和lo分别表示当前气象站所在地理位置的纬度和经度;

rh表示当前气象站的相对湿度;vp表示当前气象站的水气压;t表示当前气象站的环境温度;

步骤4)以当前气象站所在地理位置为圆心,并以DSR[r]为半径,1≤r≤R,设定一个圆形的检索区域,其中,DSR[r]表示数据集合DSR[R]中的一个数据项;接着从数据集合DSI中找到所有地理位置属于该圆形检索区域范围内的气象站记录,并剔除气象站编号为id的记录,构成数据集合DSC[La,Lo,RH];

步骤5)根据所述DSC[La,Lo,RH]计算被检查的气象站观测相对湿度rh与插值相对湿度rh’的绝对误差率APE(id);

步骤6)重复步骤4)至步骤5)直至得到DSR[R]中的每一个数据项DSR[r]与APE(id)之间的映射关系,再将所述映射关系通过函数逼近的方法得到以DSR[r]为自变量、以APE(id)为因变量的函数F(APE(id),DSR[r]),接着将一个无限接近于0的自然数ZN代入F(APE(id),DSR[r]),得到一个理想偏差系数F(APE(id),DSR[ZN]);

步骤7)根据式(1)判定相对湿度数据的正确性,当被检查的编号为id的气象站观测相对湿度rh(id,lo,la)满足式(1)时,判定该数值正确,反之,则判定该相对湿度数值错误,rh(id,lo,la)∈rh'(la,lo,rd)±(Vth(la,lo)+F(APE(id),DSR[ZN])×rh'(la,lo,rd)×rh_avg(la,lo,rd))×k(1)其中,rh(id,lo,la)表示被检查的编号为id的气象站的观测相对湿度数值;rh'(la,lo,rd)表示在以(la,lo)为圆心rd为半径的圆形区域范围内,除气象站id以外其它所有经所述初步筛查后的气象站观测相对湿度数值在(la,lo)处的空间插值结果;Vth(la,lo)表示当前地理位置下的判定阈值;rh_avg(la,lo,rd)表示由上述参与空间插值计算的所有气象站记录计算得到的相对湿度算术平均值;k为自然数表示阈值放大系数;

步骤8)重复步骤3)至步骤7),直至判定数据集合DS中的每一条气象站记录的相对湿度数据的正确性。

2.根据权利要求1所述的对地面气象观测站观测相对湿度数值的检验方法,其特征在于所述步骤1)中的逻辑关系如式(2):其中,RH(x,y)表示地理位置(x,y)处的相对湿度;VP(x,y)表示气象站观测水气压;T表示气象站的环境温度;SVP(T,x,y)表示气象站当前环境温度下的饱和水气压,TRH为可变阈值项。

3.根据权利要求1所述的对地面气象观测站观测相对湿度数值的检验方法,其特征在于步骤5)具体包括如下步骤:步骤5-1)根据式(3)计算数据集合DSC中所有气象站观测相对湿度的平均值rh_avg(la,lo,DSR[r]),其中,rh[la,lo]表示数据集合DSC[La,Lo,RH]中的某一气象站的观测相对湿度数值,DSC[La,Lo,RH].Length表示数据集合DSC中气象站的总数;

步骤5-2)将数据集合DSC[La,Lo,RH]中每个离散点的相对湿度数值进行插值计算,根据式(4)得到与被检查的气象站同一地理位置(la,lo)处的插值相对湿度rh'(la,lo,rd),其中,d表示rh[la,lo]对应的气象站与被检查的气象站之间的距离,rd表示插值计算时的检索半径;

步骤5-3)根据式(5)计算被检查的气象站观测相对湿度rh(id,lo,la)与插值相对湿度rh'(la,lo,rd)的绝对误差率APE(id),。