[发明专利]一种基于海平面气压数据的气旋中心识别和半径估算方法

权利要求书

1.一种基于海平面气压数据的气旋中心识别和半径估算方法，其特征在于，包括：

1)读取全球地理网格下的海平面气压MSLP数据；

2)将数据投影至预设分辨率下的等面积极地正射投影；

3)计算等面积极地正射投影下的MSLP场的拉普拉斯算子值；

4)对于每一个MSLP网格，使用迭代搜索比较周边向外扩展网格单元的MSLP值以识别气旋中心位置；

5)所有气旋中心识别完成后，利用拉普拉斯场对相近的气旋中心进行合并；

6)对最终识别得到的气旋中心估算半径大小。

2.根据权利要求1所述的一种基于海平面气压数据的气旋中心识别和半径估算方法，其特征在于将数据投影至预设分辨率下的等面积极地正射投影为：

首先，建立目标坐标系，设置参数：投影类型、椭球体、中央经线和单位；根据初始坐标系和目标坐标系建立地理查找表文件，以确定原始地理网格中的初始位置在目标坐标系中的结果位置；

然后，根据初始位置和结果位置对MSLP数据进行变换、插值，设置目标结果的分辨率，得到等面积极地正射投影下的MSLP数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于海平面气压数据的气旋中心识别和半径估算方法，其特征在于所述气旋中心位置被定义为在预设范围内MSLP极小值所在的网格位置，并且气旋中心位置与该预设范围内网格的气压梯度应大于预设阈值。

4.根据权利要求1所述的一种基于海平面气压数据的气旋中心识别和半径估算方法，其特征在于所述迭代搜索为：

首先，定义识别气旋中心的梯度阈值、最小搜索半径、最大搜索半径，以及最大搜索半径与最小搜索半径之间的外壳数，所述外壳数用于确定搜索半径的步长；识别出MSLP场中的所有网格的局部极小值用于确定气旋候选位置；

然后，对于每个气旋候选位置，使用迭代搜索比较一系列向外扩展的外壳范围内周围网格单元的MSLP值，若相邻外壳中的最小MSLP值和候选位置处的MSLP值之差大于预设的梯度阈值，则此候选位置为气旋中心；若二者差值不符合要求，且相邻外壳中的气压值没有降低，则增加搜索步长，向外继续比较接下来的外壳中的气压值，直到外壳延伸到最大搜索半径为止，识别气旋中心。

5.根据权利要求1所述的一种基于海平面气压数据的气旋中心识别和半径估算方法，其特征在于所述利用拉普拉斯场对相近的气旋中心进行合并为：

搜索每个气旋中心周围预设半径内是否存在其他气旋中心，当相邻和相近的网格都被识别为气旋中心时，由于计算其局地拉普拉斯算子值代表气旋的强度，选择拉普拉斯算子最大的气旋中心位置作为该范围内最终的气旋中心。

6.根据权利要求1所述的一种基于海平面气压数据的气旋中心识别和半径估算方法，其特征在于所述对最终识别得到的气旋中心估算半径大小，具体为：

由于气旋可能是任意形状，因此，通过以当前气旋中心为圆心，圆周方向45°角增量设置8个径向；对于每个径向，向外搜索气压不再升高的位置来估计气旋大小，得到每个方向上的半径；以8个方向的半径平均值作为该气旋的有效圆面积的半径。

7.根据权利要求6所述的一种基于海平面气压数据的气旋中心识别和半径估算方法，其特征在于所述对于每个径向，向外搜索气压不再升高的位置来估计气旋大小，为：在每一个搜索半径方向上寻找MSLP第一径向导数降低为0的位置；如果沿此方向最大预设气旋半径范围内气压持续升高，则将最大预设气旋半径值作为此方向半径。

8.根据权利要求1所述的一种基于海平面气压数据的气旋中心识别和半径估算方法，其特征在于还包括：7)对识别和估算的气旋中心和半径结果进行可视化，叠加显示。