[發明專利]一種計算海水陸地比例的方法及系統

有效

• 申請號: 201410605763.9
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104408750B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 李晴嵐;湯婷婷;彭玉龍;陳城
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T11/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙)44316
• 代理人: 沈祖鋒,郝明琴

技術領域

本發明涉及一種計算海水陸地比例的方法及系統。

背景技術

臺風，亦稱颶風，是形成于熱帶或副熱帶海面溫度在26℃以上的廣闊海面上的熱帶氣旋。臺風過境時常常帶來狂風暴雨天氣，引起海面巨浪，嚴重威脅航海安全。臺風登陸后帶來的狂風暴雨可摧毀莊稼、各種建筑設施等，造成人民生命、財產的巨大損失。因此，臺風登錄前及時準確地向公眾預報臺風路徑、臺風強度、降雨和大風的強度及分布情況，對保護生命安全、降低財產損失是至關重要的。

隨著數值模式的發展，在臺風的預報研究中，臺風路徑預報比臺風強度和臺風風雨分布的預報遙遙領先。在臺風強度預報方面，過去20多年來，與世界各大臺風預報中心一樣，我國臺風強度業務預報進展非常緩慢，目前業務預報中廣泛應用的方法主要是一些氣候持續性方法和統計動力模式，國外現在越來越多用統計方法去研究臺風強度變化，如美國聯合臺風警報中心的臺風強度統計預報(STIPS)、美國國家颶風中心的颶風強度統計預報模式(SHIFOR)和颶風強度統計預報方案(SHIPS)等，目前我國尚無類似的探討研究。

近海臺風強度演變的影響因素有：垂直風切變、海表溫度、中高層環流特征、水汽輸送等，其中，最重要的是下墊面的影響，因為海水是臺風動力的來源。那么如何計算下墊面水陸比，目前沒有相應的方法可供參考。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種計算海水陸地比例的方法及系統。

本發明提供一種計算海水陸地比例的方法，該方法包括如下步驟：a.根據陸地、海水的下墊面情況，繪制并剪裁得到欲計算海水陸地比例地區的二值灰度圖像；b.檢測得到上述二值灰度圖像中各邊界點的像素；c.在上述檢測得到的像素范圍內，計算得到任意點到位置點的距離；d.利用上述得到的任意點到位置點的距離，計算得到Rad范圍內海水與陸地的面積比值。

其中，所述的步驟a包括：根據陸地、海水下墊面情況，繪制高分辨率的陸地、海水二維下墊面圖像；從上述繪制的二維下墊面圖像中，剪裁得到欲計算海水陸地比例地區的下墊面圖像；將上述剪裁好的下墊面圖像處理得到二值灰度圖像；讀取上述處理得到的二值灰度圖像的二維矩陣形式。

所述的二值灰度圖像通過PHOTOSHOP等繪圖軟件處理得到。

所述的步驟c中計算A點到B點的距離為：

C＝sin(β₁)*sin(β₂)+cos(β₁)*cos(β₂)*cos(α₁-α₂)

dist＝R*arcos(C)

其中，A點的經度是α1、緯度是β1；B點的經度是α2、緯度是β2，其中，α1,α2,β1,β2均為弧度，地球半徑為R。

所述的步驟d包括：計算得出所有距離小于半徑Rad范圍內的像素點的個數總和S；計算出Rad范圍內的二維矩陣值累加之和T；計算T與S之比值，得到以Rad為半徑范圍內的海水與陸地的面積比值。

本發明還提供一種計算海水陸地比例的系統，包括繪制模塊、檢測模塊及計算模塊，其中：所述繪制模塊用于根據陸地、海水的下墊面情況，繪制并剪裁得到欲計算海水陸地比例地區的二值灰度圖像；所述檢測模塊用于檢測得到上述二值灰度圖像中各邊界點的像素；所述計算模塊用于在上述檢測得到的像素范圍內，計算得到任意點到位置點的距離；所述計算模塊還用于利用上述得到的任意點到位置點的距離，計算得到Rad范圍內海水與陸地的面積比值。

其中，所述繪制模塊具體用于：根據陸地、海水下墊面情況，繪制高分辨率的陸地、海水二維下墊面圖像；從上述繪制的二維下墊面圖像中，剪裁得到欲計算海水陸地比例地區的下墊面圖像；將上述剪裁好的下墊面圖像處理得到二值灰度圖像；讀取上述處理得到的二值灰度圖像的二維矩陣形式。

所述的二值灰度圖像通過PHOTOSHOP等繪圖軟件處理得到。

所述計算模塊計算A點到B點的距離為：

C＝sin(β₁)*sin(β₂)+cos(β₁)*cos(β₂)*cos(α₁-α₂)

dist＝R*arcos(C)

其中，A點的經度是α1、緯度是β1；B點的經度是α2、緯度是β2，其中，α1,α2,β1,β2均為弧度，地球半徑為R。