[发明专利]拟合表达式高误差区间的天气预报准确性检测方法及装置

权利要求书

1.一种拟合表达式高误差区间的天气预报准确性检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

从天气预报应用程序中提取出浮点表达式，将浮点表达式解析为抽象语法树，利用抽象语法树生成等价的MPFR高精度版本程序作为测试预言机，获得每个测试用例下的测试预言即精确值用于误差检测；

对浮点表达式的起始小区间进行误差检测，获得浮点表达式在该小区间的误差分布图；

对误差分布图进行图像处理；

对处理后的误差分布图进行DBSCAN聚类及拟合出上下界多项式函数；

基于多项式函数推导出更多的高误差区间；

对推导出的每个高误差区间进行误差检测，得到最终的最大误差值；

根据得到的最大误差值判断天气预报预测的准确性。

2.根据权利要求1所述的拟合表达式高误差区间的天气预报准确性检测方法，其特征在于，所述浮点表达式解析为抽象语法树是通过词法分析及语法分析将浮点表达式解析为一个语法树，生成等价的MPFR高精度版本程序是对语法树节点中所有的变量、算术运算和函数运算替换为等价的MPFR操作。

3.根据权利要求1所述的拟合表达式高误差区间的天气预报准确性检测方法，其特征在于，对浮点表达式的起始小区间进行误差检测，获得浮点表达式在该小区间的的误差分布图，包括：对检测区间的某段起始小区间进行大规模采样检测，采样规模为m，测试用例生成方法为均匀采样即在该段起始小区间内均匀生成m个采样点，对m个测试用例的误差值绘制误差分布图，误差分布图的横坐标代表测试用例，纵坐标代表该测试用例下的误差值。

4.根据权利要求3所述的拟合表达式高误差区间的天气预报准确性检测方法，其特征在于，所述测试用例的误差值利用最小精度单位ULP以及浮点表达式在该测试用例下的计算值、精确值计算得到。

5.根据权利要求1所述的拟合表达式高误差区间的天气预报准确性检测方法，其特征在于，对误差分布图进行图像处理的方法是，对每n个测试用例取前p个误差值最大点保留下来作为误差数据，其余n-p个低误差点去除。

6.根据权利要求1所述的拟合表达式高误差区间的天气预报准确性检测方法，其特征在于，DBSCAN聚类将具有足够密度的区域划分为簇，获取每一簇的最大误差点，对获取到的这些最大误差点进行拟合多项式函数。

7.根据权利要求1所述的拟合表达式高误差区间的天气预报准确性检测方法，其特征在于，最大误差值判断天气预报预测的准确性，最大误差值越大预测偏差越大，预测越不准确，最大误差值越小预测偏差越小，预测越准确。

8.一种拟合表达式高误差区间的天气预报准确性检测装置，其特征在于，包括：

MPFR高精度版本程序生成模块，用于从天气预报应用程序中提取出浮点表达式，将浮点表达式解析为抽象语法树，利用抽象语法树生成等价的MPFR高精度版本程序作为测试预言机，获得每个测试用例下的测试预言即精确值用于误差检测；

误差分布图构建模块，用于对浮点表达式的起始小区间进行误差检测，获得浮点表达式在该小区间的误差分布图；

图像处理模块，用于对误差分布图进行图像处理；

多项式函数拟合模块，用于对处理后的误差分布图进行DBSCAN聚类及拟合出上下界多项式函数；

高误差区间推导模块，用于基于多项式函数推导出更多的高误差区间；

最大误差值获得模块，用于对推导出的每个高误差区间进行误差检测，得到最终的最大误差值；

判断模块，用于根据得到的最大误差值判断天气预报预测的准确性。