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专利号: 2020108828010
申请人: 成都信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自动识别西南低涡的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、读取位势高度场数据;

S2、根据所述位势高度场数据分别设置梯度间隔、西南低涡的识别区域以及辅助识别区域,并遍历识别区域分别找到最小和最大位势高度值,并根据所述梯度间隔对最小和最大位势高度值进行取整处理;

S3、遍历识别区域和辅助识别区域内所有的数据点,并根据不同的数据点生成n个位势高度层级,并对同一层级的数据点赋予相同的色阶;

S4、判断识别区域内的位势高度层级n是否大于1,若是,则为多个位势高度层级,存在西南低涡,并进入步骤S5,否则,为1个位势高度层级,不存在西南低涡,完成对西南低涡的自动识别;

S5、在识别区别中将小于色阶最大值Cmax的数据点作为识别目标Ctarget;

S6、对多个西南低涡进行区分,并消除高原涡;

S7、根据区分结果,在识别区域中针对色阶判断识别目标Ctarget是否存在于识别区域边界上,若是,则所述识别目标为闭合西南低涡,并进入步骤S9,否则,进入步骤S8;

S8、统计所述西南低涡中位于识别区域和辅助识别区域中的数据点个数Nin与Nout,并判断Nout与Nin的比值P是否小于阈值,若是,则所述识别目标为闭合西南低涡,并进入步骤S9,否则,所述识别目标为非西南低涡,完成对西南低涡的自动识别,其中,Nin表示位于识别区域的数据点个数,Nout表示位于辅助识别区域的数据点个数;

S9、利用地图放大系数计算得到西南低涡的面积,并剔除面积小于阈值的西南低涡;

S10、根据经剔除后的西南低涡面积,在每个西南低涡中找到位势高度最低点,将其作为西南低涡的几何中心,并由所述低涡几何中心判断西南低涡的源地,完成对西南低涡的自动识别。

2.根据权利要求1所述的自动识别西南低涡的方法,其特征在于,所述步骤S2中对最小和最大位势高度值进行取整处理的表达式如下:其中,hmin表示最小位势高度值,Math.floor(·)表示向下取整,Math.ceil(·)表示向上取整,hmax表示最大位势高度值,interval表示梯度间隔。

3.根据权利要求1所述的自动识别西南低涡的方法,其特征在于,所述步骤S3中生成n个位势高度层级的表达式如下:

n=(hmax‑hmin)/interval其中,n表示位势高度层级的数量,hmax表示最大位势高度值,hmin表示最小位势高度值,interval表示梯度间隔。

4.根据权利要求1所述的自动识别西南低涡的方法,其特征在于,所述步骤S3中色阶的表达式如下:

其中,C[i,j]表示每个数据点的色阶,h[i,j]表示位势高度场数据,Math.floor(·)表示向下取整,hmin表示最小位势高度值。

5.根据权利要求1所述的自动识别西南低涡的方法,其特征在于,所述步骤S6包括以下步骤:

S601、遍历识别区域和辅助识别区域中的数据点,记num用于记录西南低涡的编号,并令num=1,记T[i,j]为用于判断每个数据点是否已被分析的判断值,判断每个数据点是否已被分析,同时标识数据点所属西南低涡的编号,并令识别区域和辅助识别区域的初始判断值T[i,j]=0;

S602、选取西南低涡数据点集中最西边的数据点[iwest,jwest],并令 作为起始点传播西南低涡编号num,其中, 表示最西边数据点的判断值;

S603、将西南低涡编号num传播至西南低涡的每个数据点,并以 的数据点为中心,判断相邻点是否有C[i,j]=Ctarget∧T[i,j]=0,若是,则令周围相邻的数据点的T[i,j]=num,并重复步骤S603,直至T[i,j]的总数不再增加为止,并进入步骤S604,否则,跳过该数据点,并进入步骤S604,其中,C[i,j]表示色阶,T[i,j]表示判断值,Ctarget表示识别目标;

S604、判断是否存在T[i,j]=0的点,若是,则令西南低涡编号num的总数加1,并返回步骤S602,否则,进入步骤S605;

S605、判断在辅助识别区域外边界上是否存在数据点C[i,j]=Ctarget∧T[i,j]≠0,且数据点有同一低涡编号num,若是,则为高原涡,并消除高原涡,并令数据点集的判断值T[i,j]=0,以及低涡编号num减1,对低涡编号num重新排序,赋予西南低涡数据点集,完成对多个西南低涡区分识别,并进入步骤S7,否则,表示不存在高原涡,进入步骤S7。

6.根据权利要求1所述的自动识别西南低涡的方法,其特征在于,所述步骤S9中西南低涡面积的表达式如下:

N=Nout+Nin

其中,S表示西南低涡的面积,N表示西南低涡中的数据点,si表示第i个格点所占的面积, 表示标准维度, 表示纬度,rlon表示纬向距离,rlat表示经向距离,Nin表示位于识别区域的数据点个数,Nout表示位于辅助识别区域的数据点个数,m表示引入地图放大系数,L表示映像平面上的距离,Ls表示地球表面上相应的距离。

7.根据权利要求1所述的自动识别西南低涡的方法,其特征在于,所述步骤S10中几何中心的经纬度表达式如下:

其中,(Ox,Oy)表示西南低涡几何中心的经纬度,d表示位势高度最低值点, 表示位势高度最低点的经度, 表示位势高度最低点的纬度,i表示格点数。