[发明专利]一种基于曲率的槽脊线的提取与识别方法

说明书

本发明公开了一种基于曲率的槽脊线的提取与识别方法，包括如下步骤：S1、通过读取MICAPS第四类数据的方法获取格点数据；S2、根据格点数据计算等压线与等值线，并根据等值线判断高低压分区；S3、判断等压线是否为闭合曲线，若是则进入步骤S5，否则进入步骤S4；S4、根据曲率法提取等压线的槽点和脊点，并进入步骤S6；S5、根据高低压分区提取等压线的槽点和脊点，并进入步骤S6；S6、追踪槽点和脊点并连接出槽线和脊线，实现槽脊线的提取与识别。本发明解决了现有技术的工作量大、人力投入大、效率低以及分析结果存在偏差导致的精确度不高的问题。

技术领域

本发明属于天气环流图自动化分析技术领域，具体涉及一种基于曲率的槽脊线的提取与识别方法。

背景技术

在气象学中，槽线(trough line)是指低压槽中等压线气旋性曲率最大而具有最低气压(或位势高度)各点的连线，槽线是低压槽内气流水平辐合最强的地区。通常在槽线附近的天气变化比较明显，如西风带中，槽线前部常吹偏南风，有上升运动，水汽丰沛可形成云和降水。槽线后部多吹偏北风，有下沉运动，天气常晴朗少云。槽线的这种特征使它在天气预报中占据着非常重要的位置，极大得影响了天气预报员的预报趋势，是预报中成云致雨的重要依据之一。脊线(Ridge lines)是指海拔相同的平面上，气压高与毗邻三面而低于另一面的区域，常是高气压延伸出来的狭长区域。天气图上表示高压脊的等压线或等高线以凹面朝向高压。脊附近的空间等压面类似山脊。在天气图上高压脊不闭合时略呈U形或∩形，其中间气压高于周围三面，有如地形上的山脊。高压脊中各等压线弯曲最大处(曲率最大)的连线叫脊线。高压脊区一般为气流辐散区，在脊线处天气主晴。

在气象领域，基于现代化人机交互气象信息处理和天气预报制作系统(MICAPS)，槽线的人工识别已经发展到了很成熟的阶段，天气预报员对于槽线的肉眼分析已经轻车熟路。但影响槽线脊线识别的因素很多，如果完全采用人工的分析提取，分析结果往往会与实际有所偏差，其中包括诸多主观和不确定的客观因素，而且人工识别需要的时间开销很大，在气象资料采集如此短时间、高密度的今天，人工识别显然不利于实时资料的快速处理与更新。

现有技术存在以下问题：

(1)现有技术中，槽脊线的提取主要采用人工分析的方式，工作量大，人力投入大，并且效率低；

(2)人工分析的方式存在误差，分析结果往往会与实际有所偏差，精确度不高。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种高实用性、减少工作量、节约人力投入、效率高以及精确度高的基于曲率的槽脊线的提取与识别方法，避免了分析结果出现误差和偏离，解决了现有技术的工作量大、人力投入大、效率低以及分析结果存在偏差导致的精确度不高的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于曲率的槽脊线的提取与识别方法，包括如下步骤：

S1：通过读取MICAPS第四类数据的方法获取格点数据；

S2：根据格点数据计算等压线与等值线，并根据等值线判断高低压分区；

S3：判断等压线是否为闭合曲线，若是则进入步骤S5，否则进入步骤S4；

S4：根据曲率法提取等压线的槽点和脊点，并进入步骤S6；

S5：根据高低压分区提取等压线的槽点和脊点，并进入步骤S6；

S6：追踪槽点和脊点并连接出槽线和脊线，实现槽脊线的提取与识别。

进一步地，步骤S2中，根据等值线判断高低压分区，即根据等值线左右两侧的格点数据，得到等值线左右两侧的高低压分区。