[發明專利]基于深度目標檢測和數值天氣預報的熱帶氣旋預報方法

在審

• 申請號: 201910251552.2
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN110033132A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 程文聰;王志剛;邢平
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍研究院戰場環境研究所
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06K9/62
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

本發明公開了一種基于深度目標檢測和數值天氣預報的熱帶氣旋預報方法，包括：根據熱帶氣旋歷史記錄組合歷史數值天氣預報產品中的多個預報要素，構建訓練數據集；根據所述訓練數據集，對深度目標檢測模型進行訓練從而獲取模型參數，將訓練得到的模型作為熱帶氣旋識別模型；根據熱帶氣旋識別模型，從實時數值天氣預報產品預報場中識別出熱帶氣旋的中心位置和尺度，作為預報結果進行輸出。通過本發明實現了對熱帶氣旋的路徑和尺度的準確預測，對熱帶氣旋的路徑和尺度的準確預測對于預防和減輕相關災害具有重要作用。

技術領域

本發明屬于氣象技術領域，尤其涉及一種基于深度目標檢測和數值天氣預報的熱帶氣旋預報方法。

背景技術

在現代天氣預報業務中，數值天氣預報具有越來越重要的地位，數值天氣預報是根據大氣實際情況，在一定初值和邊值條件下，通過數值計算，求解描寫天氣演變過程的流體力學和熱力學方程組，并對未來做出定量和客觀的預報。通過數值預報方法獲得的各種分析和預報產品稱為數值天氣預報產品。隨著數值天氣預報的發展，包括溫、壓、濕、風等氣象要素均可通過數值天氣預報產品獲取未來數小時至數十小時的預報結論。全世界已有30多個國家和地區具備數值天氣預報制作能力。

在業務應用中，氣象預報員對熱帶氣旋的預報一般采用基于經驗的主觀預報法和基于數值模式的客觀預報方法，隨著數值天氣預報的發展，基于數值模式的熱帶氣旋預報逐漸體現出越來越大的優勢，但對于熱帶氣旋的預報不是中長期數值預報的基礎輸出要素，而是需要使用特定熱帶氣旋模型根據基礎數值模式要素中的渦度、氣壓或風場等基礎要素根據相關物理意義進行二次計算，需要消耗較多的計算資源，資源受限的用戶難以進行本地處理，且會篩選出較多的候選結果，需要進一步結合實況信息進行判斷。

發明內容

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種基于深度目標檢測和數值天氣預報的熱帶氣旋預報方法，旨在實現對熱帶氣旋的路徑和尺度的預測。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種基于深度目標檢測和數值天氣預報的熱帶氣旋預報方法，包括：

根據熱帶氣旋歷史記錄組合歷史數值天氣預報產品中的多個預報要素，構建訓練數據集；

根據所述訓練數據集，對深度目標檢測模型進行訓練從而獲取模型參數，將訓練得到的模型作為熱帶氣旋識別模型；

根據熱帶氣旋識別模型，從實時數值天氣預報產品預報場中識別出熱帶氣旋的中心位置和尺度，作為預報結果進行輸出。

在上述基于深度目標檢測和數值天氣預報的熱帶氣旋預報方法中，所述根據熱帶氣旋歷史記錄組合歷史數值天氣預報產品中的多個預報要素，構建訓練數據集，包括：

從熱帶氣旋歷史記錄中篩選得到歷史熱帶氣旋的路徑和尺度；

選取各熱帶氣旋歷史記錄對應的歷史數值天氣預報區域產品；

將所述歷史熱帶氣旋的路徑和尺度轉換為針對所述選取的各熱帶氣旋歷史記錄對應的歷史數值天氣預報區域產品的標注，得到訓練數據集。

在上述基于深度目標檢測和數值天氣預報的熱帶氣旋預報方法中，所述從熱帶氣旋歷史記錄中篩選得到歷史熱帶氣旋的路徑和尺度，包括：

獲取熱帶氣旋歷史記錄；