[发明专利]一种相似路径台风的检索方法在审

专利信息
申请号: 202111387486.5 申请日: 2021-11-22
公开(公告)号: CN114003623A 公开(公告)日: 2022-02-01
发明(设计)人: 王彦迪;刘伯俊;许多 申请(专利权)人: 南京恩瑞特实业有限公司
主分类号: G06F16/245 分类号: G06F16/245;G06F16/29;G01W1/00;G06K9/62
代理公司: 南京知识律师事务所 32207 代理人: 康翔;高娇阳
地址: 210039 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 相似 路径 台风 检索 方法
【说明书】:

发明公开了一种相似路径台风的检索方法,根据当前台风路径数据计算缓冲区范围,根据缓冲区范围筛选历史台风路径数据集,根据当前台风路径数据和历史台风路径数据确定控制点和对应关系,根据控制点和对应关系计算路径相似离度,根据路径相似离度得到检索结果,路径裁剪减少后续计算量,提高计算效率,控制点建立对应关系,为后续相似度计算定下基础,相似离度既考虑距离相似因子,又考虑到形态相似因子,计算结果较为准确。

技术领域

本发明属于气象探测技术领域,具体涉及一种相似度计算技术。

背景技术

台风的路径是气象、地理等因素共同作用的结果,这些因素在空间上具有较强的关联性。相似路径台风往往具有和当前台风相似的气象、地理条件,且影响范围也相对一致。分析历史相似路径台风,有助于预测当前台风的走向,以及降水、风力等因素的变化趋势。对台风所造成的城市内涝、房屋倒塌、山洪、泥石流等次生灾害准确预报与评估,可以减少命财产损失。

台风数据繁多复杂,人工筛选的方式无法保证检索结果的效率以及可靠性。在实际工作中,相似路径台风的检索主要基于台风基本空间数据的简单筛选。根据当前台风路径的空间位置,设置经纬度范围,分析每一条历史台风路径。若路径经过该范围,则视为相似路径台风,反之则不是。该方法虽然简单高效,但算法本身考虑的影响因素不全面。仅分析路径整体的空间位置,未考虑路径本身的几何特征,生成结果的准确性有待提升。

相似路径台风检索,实质上是一种二维平面曲线相似程度计算的数学问题。近年来,以此问题为出发点,产生了一些有效果的相似路径台风检索方法。最邻近距离提取法、缓冲区分析法、关键点相似度法等方法,基于台风路径控制点之间的欧氏距离,计算相似度。不分析路径之间的形态相似程度,对路径形态复杂的台风,上述方法的检索结果存在一定程度的偏差。

在多年的台风观测工作中,气象部门积累了大量的台风数据,无法采用人工对比的方式进行相似台风索引。实际工作中,主要的索引方法虽然简单高效,单效果无法满足需求。若直接采用最邻近距离提取法、缓冲区分析法、关键点相似度法等方法,依次将历史台风与当前台风比对,则导致速度有所降低,且检索结果在路径形态上存在偏差。

台风数据量庞大,且逐年增加,若算法较复杂,遍历历史台风与当前台风,对比分析花费大量时间。优先对历史台风初步筛选,过滤掉相似度非常低的历史台风,以提高方法效率,如何快速筛选数据?

台风路径的二维平面曲线之间的相似程度计算,需要将线离散成多个控制点。建立两条曲线之间控制点的对应关系,依次分析每组对应的控制点之间的空间关系,才能得到曲线相似度的计算结果。台风路径由多个拐点按一定的顺序规则相连组成,拐点根据预测站点以固定时间间隔观测生成。由于台风的风速不同,相同时间间隔观测拐点之间的距离有所不同。若采用拐点作为控制点分析,检索结果的准确性无法保证。在计算相似度前,如何建立合理的台风路径控制点确定方法?

主流的相似度计算方法,大多以对应控制点之间的平均距离为主要参考依据,计算相似度。该方法没有考虑路径形态相似程度,无法准确检索路径形态复杂的台风。计算路径形态相似程度,与距离相似因子结合,如何兼顾路径距离与路径形态?

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的问题,提出了一种相似路径台风的检索方法,为了实现上述目的,本发明采用了以下技术方案。

根据当前台风路径数据计算缓冲区范围,根据缓冲区范围筛选历史台风路径数据集,根据当前台风路径数据和历史台风路径数据确定控制点和对应关系,根据控制点和对应关系计算路径相似离度,根据路径相似离度得到检索结果。

进一步的,根据当前台风路径拐点坐标,计算最小经度MinX、最大经度MaxX、最小纬度 MinY和最大纬度MaxY,得到最小外接矩形。

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