[发明专利]基于混合算法的长时间序列中尺度涡旋追踪方法

权利要求书

1.一种基于混合算法的长时间序列中尺度涡旋追踪方法，其特征在于包括以下步骤： （1）对基于全球中尺度涡旋属性数据进行预处理，计算涡旋动能及相对涡度；（2）根据中尺 度涡旋识别数据的属性信息，对所有的涡旋属性数据进行分类组织、存储；（3）采用最近邻、 涡旋物理、几何属性相似度计算和延迟逻辑相结合的混合算法，对多时间帧的涡旋数据进 行搜索判断，最终确定涡旋的运动轨迹；（4）对追踪算法生成涡旋运动轨迹的属性信息与涡 旋属性信息进行关联存储。

2.根据权利要求1所述的算法，其特征在于，所述步骤（1）中，将识别出来的涡旋数据进 行属性信息的抽取和计算，包括涡旋中心的位置、涡旋的面积、涡旋的振幅、涡旋的边界信 息、涡旋的运动速率、涡旋动能、涡旋相对涡度和涡旋出现的时间。

3.根据权利要求1所述的算法，其特征在于，所述步骤（2）中，将涡旋按照气旋涡旋和反 气旋涡旋分类组织和保存涡旋的属性信息，并保存为JSON格式。

4.根据权利要求1所述的算法，其特征在于，所述步骤（3）中，具体的算法如下：（1）首先 给出追踪算法所需的参数，包括涡旋数据的存储路径、追踪涡旋的类型、所使用涡旋数据的 时间频率、及允许涡旋“短暂消失”的时间帧数、所搜索的涡旋的最小面积；（2）对相邻的下 一个时间点的涡旋数据进行搜索：根据所使用涡旋数据的时间频率和不同纬度罗斯贝波的 传播速率，来决定涡旋的搜索范围，确定涡旋的搜索范围然后对该范围内的涡旋的属性信 息进行相似度计算，相似度的计算中考虑涡旋的物理属性与几何形状属性，包括涡旋面积、 振幅、动能、相对涡度和涡旋轮廓的豪斯道夫（Hausdorff）距离，以防止将不同的涡旋路径 识别为同一涡旋路径；（3）根据以上条件，最终选定涡旋性质相似度最大的涡旋作为下一个 涡旋的位置；如果不满足条件，则根据在4的(1)中设定的允许涡旋“短暂消失”的时间帧数 来决定继续对其他时间点的涡旋进行搜索(重复步骤4的(2))，直到满足条件则确定涡旋的 下一个位置，否则涡旋则认为只经过一个时间点就消失了；（4）根据涡旋的最终位置信息， 对路径数据进行组织，添加涡旋的属性信息，使得涡旋与路径关联，保存为数据集。

5.根据权利要求1所述的算法，其特征在于，所述步骤（4）中，通过追踪算法生成涡旋运 动轨迹的属性信息进行组织，主要包括轨迹的位置、时间及轨迹所关联的涡旋位置及边界 信息。