[发明专利]微气象监测装置高维构建及补全方法、系统、装置及介质

权利要求书

1.一种微气象监测装置高维构建及补全方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取微气象监测装置布点的地理经纬度信息，分析微气象的地域性及时序性特征；

根据地理经纬度信息对微气象监测装置进行基于经纬度二维信息的聚类分析，将空间地理距离相近的微气象监测装置划分为同一类；

获取划分为同一类的微气象监测装置的监测信息，根据监测信息构建三维缺失张量，根据三维缺失张量和低秩张量补全算法实现对微气象监测装置的缺失值填补；

其中，三维缺失张量的维度包括微气象监测装置布点数量、统计天数及时间区段；

所述根据三维缺失张量和低秩张量补全算法实现对微气象监测装置的缺失值填补，包括：

A1、设三维缺失张量其中n₁代表地理空间划分相近的一类微气象监测装置布点数量，n₂代表获取的统计天数，n₃代表微气象监测装置一天的时间区段数量；

A2、设定一个与张量同样大小的张量其元素值限定为(0,1)两个值，且满足第一条件：

式中，i为第一维度，对应第i个微气象监测装置，j为第二维度，对应统计的第j天，k为第三维度，对应第k个时间区段，Ω为张量中非空元素对应的索引号；

A3、获取低秩张量补全算法的目标函数及其约束条件：

其中：为原张量的估计值；均为大小为n₁×n₂×n₃的三维张量；矩阵是张量在模态1下的张量展开，模态1展开后的大小为n₁×(n₂×n₃)；同理，矩阵是在模态2下的张量展开，矩阵是在模态3下的张量展开；α₁,α₂,α₃为目标函数的加权因子，其满足α₁+α₂+α₃＝1的约束；‖ ‖_*表示张量的F-范数，其表示张量中所有元素平方和的开根值；

A4、获取低秩张量补全算法的加权因子缩放比例系数ρ和最大迭代数K；

A5、初始化估计张量所述估计张量满足如下约束：

A6、获取低秩张量补全算法的中间变量所述中间变量为三维全零张量；

A7、根据预设公式依次更新张量估计张量及中间变量

A8、若算法迭代次数小于K，返回执行步骤A7；若算法迭代次数等于K，停止运算，输出缺失值补全后的估计张量

所述预设公式的表达式为：

其中：fold_q( )为运算子，表示将矩阵还原成张量；为运算子，表示对矩阵进行奇异值分解；α为加权因子，ρ为缩放比例系数，为估计张量的第q阶张量展开，为第q个中间变量的第q阶张量展开，为与张量同样大小但元素值限定为(0,1)的张量。

2.根据权利要求1所述的一种微气象监测装置高维构建及补全方法，其特征在于，应用于架空输电线路的微气象监测装置，所述微气象监测装置挂接在输电线路上；

所述分析微气象的地域性及时序性特征，包括：

微气象监测装置对微气象监测装置的安装点周围的环境信息进行实时监测，根据环境信息分析微气象的地域性及时序性特征；

地域性及时序性特征指的是微气象监测布点所记录的气象数值因地理位置的不同呈现出的气象变化差异；

其中，环境信息包括温度、湿度、风速、风向、雨量、光辐射及大气压中的至少一种。