[發明專利]一種雷暴核關聯性處理方法

有效

• 申請號: 201810673274.5
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN109061774B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 張淑萍;華德梅;周松柏;李正罡
• 申請（專利權）人: 合肥佳訊科技有限公司
• 主分類號: G01W1/10
• 分類號: G01W1/10
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種雷暴核關聯性處理方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟A，部署雷電探測點記錄閃電數據，將記錄的閃電數據進行預處理，過濾掉噪聲數據，將有效的閃電數據進行本地保存和傳輸至中心服務器；

步驟B，中心服務器接收到各個探測點的數據，采用GPS時鐘同步技術和閃電電場變化輻射脈沖到達各站點的時間差，利用到達時間差算法，計算出閃電源的空間定位坐標；

步驟C，對步驟B中算出的雷電定位數據，采用DBSCAN算法和KMEANS算法求得雷電定位數據的雷暴核質心坐標位置、閃電頻次以及雷暴核之間的關聯性；

步驟A中記錄的閃電數據進行預處理，過濾掉噪聲數據，將有效數據進行本地保存和傳輸至中心服務器，具體過程為：

步驟A-1，各個部署的探測點內設置甚低頻閃電輻射接收機、計算機、GPS時鐘模塊，站點連續無間隔捕獲閃電脈沖波形及其到達絕對時間，生成數據集；

步驟A-2，將步驟A-1生成的數據集進行預處理，去掉一些無效的噪聲數據，并將有效的數據傳輸到中心服務器，如果網絡中斷，數據傳輸失敗，那么將數據保存在本地，等網絡再次連接成功后，通過網絡傳輸數據，中心服務器保存傳輸的閃電數據，并按照對應時段劃分成各個時段的數據集；

步驟B中采用GPS時鐘同步技術和閃電電場變化輻射脈沖到達各站點的時間差，利用到達時間差算法，計算出閃電源的空間定位坐標，具體過程為：

步驟B-1，建立四個及以上的閃電數據探測點，對步驟A中獲得的閃電數據取其GPS時間；

步驟B-2，充分利用顯卡的GPU資源，采用到達時間差算法，通過CUDA顯卡加速，快速算出閃電定位坐標，生成閃電定位數據集；

步驟C中利用DBSCAN算法和KMEANS算法混合求得閃電定位數據的雷暴核質心坐標位置、閃電頻次，根據混合聚類后的結果計算出雷暴核之間的關聯性，具體過程為：

步驟C-1，設定兩點之間最短距離EPS和核中所包含的最少點數MINPTS，利用DBSCAN算法，檢索上述步驟B-2中得到的各等時段的閃電定位數據集中所有點是否密度可達，從而對數據進行聚類，形成若干個任意形狀的簇，即若干個雷暴核；

步驟C-2，根據C-1的聚類結果獲得不同時間段雷暴核落雷點后，去掉其中的噪聲數據，將若干個雷暴核的數據集作為新的輸入，采用KMEANS算法，迭代聚合計算出雷暴核的質心坐標點；

步驟C-3，根據C-2雷暴核及質心的結果，得到各時間段多個雷暴核信息，但這些雷暴核之間是否有一定的關聯性，即雷暴核是由哪個雷暴核演變過來的，通過計算比較同一時段和不同時段的連續發生的雷暴核質心之間的距離在設定的閾值范圍內以及單個雷暴核區域內閃電發生的強度，來推算各雷暴核之間的關系，進而可以算出雷暴的演變過程。

2.根據權利要求1中所述的一種雷暴核關聯性處理方法，其特征在于，步驟B-2中，采用CUDA編程技術，充分利用顯卡GPU資源，加快數據運行處理速度。

3.根據權利要求1中所述的一種雷暴核關聯性處理方法，其特征在于，步驟C-3中，可將多個時間段的雷暴核閃電頻次進行擬合，即可預測未來一段時間雷暴核強弱趨勢。