[发明专利]涡旋涡心识别方法、装置、存储介质及电子设备

权利要求书

1.一种基于风场的涡旋涡心识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取整个风场内的风场数据，将整个风场内风速率不大于相邻格点风速率的格点作为涡旋涡心候选点；

S2、确定以涡旋涡心候选点为中心的目标区域，计算目标区域内涡旋涡心候选点周围每个格点的位置向量与该格点处的风矢量的叉乘结果；

S3、确定目标区域中不同尺度范围内叉乘结果大于0的格点所占的比例，将该比例作为涡心衡量比例；

S4、对于在比例阈值范围内的涡心衡量比例，将其对应目标区域的涡旋中心候选点，确定为涡旋涡心点。

2.根据权利要求1所述的涡旋涡心识别方法，其特征在于，步骤S1具体包括以下步骤：

S11、确定整个风场中任意一个格点(i,j)的相邻格点的位置，相邻格点至少包括上格点(i,j+1)、下格点(i,j-1)、左格点(i-1,j)、右格点(i+1,j)、左上格点(i-1,j+1)、左下格点(i-1,j-1)、右上格点(i+1,j+1)和右下格点(i+1,j-1)；

S12、根据风场数据确定格点(i,j)的风速率W_s(i,j)、上格点(i,j+1)的风速率W_s(i,j+1)、下格点(i,j-1)的风速率W_s(i,j-1)、左格点(i-1,j)的风速率W_s(i-1,j)、右格点(i+1,j)的风速率W_s(i+1,j)、左上格点(i-1,j+1)的风速率W_s(i-1,j+1)、左下格点(i-1,j-1)的风速率W_s(i-1,j-1)、右上格点(i+1,j+1)的风速率W_s(i+1,j+1)和右下格点(i+1,j-1)的风速率W_s(i+1,j-1)；

S13、若格点(i,j)的风速率W_s(i,j)不大于风速率W_s(i,j+1)、风速率W_s(i,j-1)、风速率W_s(i-1,j)、风速率W_s(i+1,j)、风速率W_s(i-1,j+1)、风速率W_s(i-1,j-1)、风速率W_s(i+1,j+1)和风速率W_s(i+1,j-1)，则将格点(i,j)作为涡旋涡心候选点。

3.根据权利要求2所述的涡旋涡心识别方法，其特征在于，步骤S2中，以涡旋涡心候选点为中心的目标区域，由涡旋的平均尺度确定，对于目标区域内涡旋涡心候选点周围第i个格点，其位置向量和风矢量的计算公式如下：

其中，为目标区域内涡旋涡心候选点周围第i个格点的位置矢量，(x_i,y_i)和(x₀,y₀)分别为目标区域内涡旋涡心候选点周围第i个格点和涡旋涡心候选点的格点坐标，为目标区域内涡旋涡心候选点周围第i个格点的风矢量，u_i和v_i分别为目标区域内涡旋涡心候选点周围第i个格点处风矢量的纬向风和经向风分量。

4.根据权利要求3所述的涡旋涡心识别方法，其特征在于，步骤S3中，目标区域中不同尺度范围，指的是以涡旋涡心候选点为中心，边长不超过目标区域边长的正方形范围。

5.根据权利要求4所述的涡旋涡心识别方法，其特征在于，对于目标区域内涡旋涡心候选点周围第i个格点，若其位置向量和风矢量的叉乘结果大于0，则表示其风矢量相对涡旋涡心候选点逆时针旋转，否则表示其风矢量相对涡旋涡心候选点非逆时针旋转。

6.根据权利要求5所述的涡旋涡心识别方法，其特征在于，步骤S3中，涡心衡量比例T的计算公式为T＝N/A，其中N为满足风矢量相对涡旋涡心候选点逆时针旋转的格点的数量，A为目标区域内涡旋涡心候选点周围格点的总数。