[發明專利]一種對地面氣象觀測站觀測相對濕度數值的檢驗方法

有效

• 申請號: 201810067203.0
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108415105B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 王興;卞浩瑄;周顯信;王介君;王麗娟;朱文鎮
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01W1/18
• 分類號: G01W1/18
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮;吳揚帆

1.一種對地面氣象觀測站觀測相對濕度數值的檢驗方法,其特征在于包括如下步驟：

步驟1)讀取氣象站觀測記錄，從中提取氣象站屬性和氣象要素信息，構成一個數據集合DS[ID,La,Lo,RH,VP,T]，其中，ID表示氣象站的編號，用于區分不同氣象站；La和Lo分別表示氣象站所在地理位置的緯度和經度；RH表示相對濕度，并根據設定的相對濕度、環境溫度以及水氣壓三要素之間的邏輯關系對所述數據集合DS中每個氣象站的濕度數據進行初步篩查，剔除不符合所述邏輯關系的記錄形成另一個數據集合DSI[ID,La,Lo,RH,VP,T]，VP表示水氣壓；T表示環境溫度；

步驟2)定義一個用于存儲多個檢索半徑的數值的數據集合DSR[R]；

步驟3)從數據集合DS中提取一個氣象站的完整記錄，DS[id,la,lo,rh,vp,t]，其中，id表示當前被檢查的氣象站編號；la和lo分別表示當前氣象站所在地理位置的緯度和經度；rh表示當前氣象站的相對濕度；vp表示當前氣象站的水氣壓；t表示當前氣象站的環境溫度；

步驟4)以當前氣象站所在地理位置為圓心，并以DSR[r]為半徑，1≤r≤R，設定一個圓形的檢索區域，其中，DSR[r]表示數據集合DSR[R]中的一個數據項；接著從數據集合DSI中找到所有地理位置屬于該圓形的檢索區域范圍內的氣象站記錄，并剔除氣象站編號為id的記錄，構成數據集合DSC[La,Lo,RH]；

步驟5)根據所述DSC[La,Lo,RH]計算被檢查的氣象站觀測相對濕度rh與插值相對濕度rh’的絕對誤差率APE(id)；

步驟6)重復步驟4)至步驟5)直至得到DSR[R]中的每一個數據項DSR[r]與APE(id)之間的映射關系，再將所述映射關系通過函數逼近的方法得到以DSR[r]為自變量、以APE(id)為因變量的函數F(APE(id),DSR[r])，接著將一個無限接近于0的自然數ZN代入F(APE(id),DSR[r])，得到一個理想偏差系數F(APE(id),DSR[ZN])；

步驟7)根據式(1)判定相對濕度數值的正確性，當被檢查的編號為id的氣象站觀測相對濕度rh(id,lo,la)滿足式(1)時，判定該相對濕度數值正確，反之，則判定該相對濕度數值錯誤，

rh(id,lo,la)∈rh'(la,lo,rd)±(Vth(la,lo)+F(APE(id),DSR[ZN])×rh'(la,lo,rd)×rh_avg(la,lo,rd))×k (1)

其中，rh(id,lo,la)表示被檢查的編號為id的氣象站的觀測相對濕度數值；rh'(la,lo,rd)表示在以(la,lo)為圓心rd為半徑的圓形區域范圍內，除氣象站id以外其它所有經初步篩查后的所述氣象站的觀測相對濕度數值在(la,lo)處的空間插值結果；Vth(la,lo)表示當前地理位置下的判定閾值；rh_avg(la,lo,rd)表示由參與空間插值計算的所有氣象站記錄計算得到的相對濕度算術平均值；k為自然數表示閾值放大系數；

步驟8)重復步驟3)至步驟7)，直至判定數據集合DS中的每一條氣象站記錄的相對濕度數據的正確性。

2.根據權利要求1所述的對地面氣象觀測站觀測相對濕度數值的檢驗方法,其特征在于所述步驟1)中的邏輯關系如式(2)：

其中，RH(x,y)表示地理位置(x,y)處的相對濕度；VP(x,y)表示氣象站觀測水氣壓；T表示氣象站的環境溫度；SVP(T,x,y)表示氣象站當前環境溫度下的飽和水氣壓，TRH為可變閾值項。

3.根據權利要求1所述的對地面氣象觀測站觀測相對濕度數值的檢驗方法,其特征在于步驟5)具體包括如下步驟：

步驟5-1)根據式(3)計算數據集合DSC中所有氣象站觀測相對濕度的平均值rh_avg(la,lo,DSR[r])，

其中，rh[la,lo]表示數據集合DSC[La,Lo,RH]中的某一氣象站的觀測相對濕度數值，DSC[La,Lo,RH].Length表示數據集合DSC中氣象站的總數；

步驟5-2)將數據集合DSC[La,Lo,RH]中每個離散點的相對濕度數值進行插值計算，根據式(4)得到與被檢查的氣象站同一地理位置(la,lo)處的插值相對濕度rh'(la,lo,DSR[r])，

其中，d表示rh[la,lo]對應的氣象站與被檢查的氣象站之間的距離；

步驟5-3)根據式(5)計算被檢查的氣象站觀測相對濕度rh(id,lo,la)與插值相對濕度rh'(la,lo,DSR[r])的絕對誤差率APE(id),