[發明專利]一種高分辨率空間多區域氣象數據處理系統及方法

有效

• 申請號: 202011049382.9
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112148774B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 郭辰;董理;楊萍;張曉朝;梁思超;卜照軍;馮笑丹;王森;蔣賁;王志勇
• 申請（專利權）人: 華能新能源股份有限公司;北京朗潤知天科技有限公司;華能集團技術創新中心有限公司
• 主分類號: G06F16/2458
• 分類號: G06F16/2458
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 余瑩

本發明提供一種高分辨率空間多區域氣象數據處理系統及方法，所述系統包括：離散網格映射模塊，用于針對分塊氣象格點化數據完成輸入氣象數據所在離散網格與輸出目標網格之間的映射關系；統計分析處理模塊，用于獲得中間數據；空間插值模塊，用于基于所述離散網絡映射模塊生成的所述網格映射關系文件，將所述統計分析處理模塊統計分析得到的中間數據利用插值算法插值到目標網格上，獲得標準經緯網格氣象數據。本發明提供的處理系統及方法建立離散網格映射關系，并對輸入的分塊氣象化格點數據統計分析后的中間數據利用插值算法匹配映射關系，最終得到標準經緯網格氣象數據的高分辨率多區域氣象數據同時并行自動化處理。

技術領域

本發明屬于數據處理技術領域，具體涉及一種高分辨率空間多區域氣象數據處理系統及方法。

背景技術

隨著高性能服務器計算能力的提升，一方面，氣象數值預報模式的分辨率逐漸提高，另一方面，行業應用對氣象格點數據的高分辨率需求也在逐步提高，目前已經要求達到百米分辨率，而處理空間分辨率達百米級的氣象數據對計算機系統的處理能力和存儲能力都提出了很高要求。由于氣象數據量巨大，即使在高性能服務器上對大范圍(如全國范圍)高分辨率數據進行整體處理仍將面臨諸多困難，如節點內存不足、處理時間漫長等。為了克服這些困難，通常在模擬階段會將空間區域劃分為很多子區域，然后在子區域上進行模擬計算，但是這又給模擬數據的后處理分析工作帶來困難。因此，需要對各個子區域進行分別處理，然后合并成一個數據文件，以方便其它程序使用。對各個子區域數據進行合并的過程采用的是空間插值技術，氣象上常用的插值方法包括反距離權重插值、雙線性插值、最近鄰居插值等。但是，都達不到高分辨率多區域氣象數據同時并行自動化處理的水平。

發明內容

本發明針對上述技術問題，提供一種建立離散網格映射關系，并對輸入的分塊氣象化格點數據統計分析后的中間數據利用插值算法匹配映射關系，最終得到標準經緯網格氣象數據的高分辨率多區域氣象數據同時并行自動化處理的一種高分辨率空間多區域氣象數據處理系統及方法。

本發明提供如下技術方案：一種高分辨率空間多區域氣象數據處理系統，包括：

離散網格映射模塊，用于針對分塊氣象格點化數據完成輸入氣象數據所在離散網格與輸出目標網格之間的映射關系，一次性生成網格映射關系文件；

統計分析處理模塊，用于針對分塊氣象格點化數據中的每個輸入的分塊氣象格點化數據塊分別進行統計分析，獲得中間數據；

空間插值模塊，用于基于所述離散網絡映射模塊生成的所述網格映射關系文件，將所述統計分析處理模塊統計分析得到的中間數據利用插值算法插值到目標網格上，獲得標準經緯網格氣象數據。

進一步地，所述統計分析包括面積加權平均值計算、時間平均值計算、時間標準差計算、韋伯分布或風玫瑰中的一種或幾種。

進一步地，所述統計分析采用并行處理策略。

進一步地，所述插值算法為雙線性插值算法、最近鄰插值算法或反距離插值插值中的一種或幾種。

進一步地，所述分塊氣象格點化數據為百米級分辨率的分塊氣象格點化數據。

本發明還提供一種高分辨率空間多區域氣象數據處理方法，包括如下步驟：

S1：收集分塊氣象格點化數據，所述離線網格映射模塊針對分塊氣象格點化數據完成輸入氣象數據所在離散網格與輸出目標網格之間的映射關系，一次性生成網格映射關系文件；

S2：統計分析處理模塊針對分塊氣象格點化數據中的每個輸入的分塊氣象格點化數據塊分別進行統計分析，獲得中間數據；

S3：空間插值模塊基于所述離散網絡映射模塊生成的所述網格映射關系文件，將所述統計分析處理模塊統計分析得到的中間數據利用插值算法插值到目標網格上，獲得標準經緯網格氣象數據。

進一步地，所述S1步驟包括以下步驟：