[發(fā)明專利]一種逐級(jí)式線聚合降雨數(shù)據(jù)尺度轉(zhuǎn)換方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011493548.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN112668761B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭鑫;楊濤;陳志遠(yuǎn);洪岱;師鵬飛;秦友偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/00
• 分類號(hào): G06F17/00;G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 南京華恒專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32335
• 代理人: 宋方園

本發(fā)明公開了一種逐級(jí)式線聚合降雨數(shù)據(jù)尺度轉(zhuǎn)換方法，包括以下步驟：給定站點(diǎn)控制范圍l；根據(jù)微波網(wǎng)絡(luò)中第i條微波鏈路的長(zhǎng)度L_i對(duì)第i條鏈路進(jìn)行分級(jí)；根據(jù)分級(jí)結(jié)果對(duì)鏈路進(jìn)行離散化，依據(jù)該鏈路等級(jí)對(duì)該鏈路進(jìn)行等分，取等分后的各分段鏈路中心點(diǎn)作為虛擬雨量站點(diǎn)；初始站點(diǎn)位置、估值確定；未估值最低級(jí)虛擬站點(diǎn)初步估值；獲取初步估值的鏈路進(jìn)行迭代優(yōu)化；進(jìn)入下一等級(jí)鏈路計(jì)算，重復(fù)直至所有等級(jí)鏈路計(jì)算完成。本發(fā)明提出的分級(jí)并逐級(jí)優(yōu)化的概念，能夠有效避免所有鏈路陷入局部最優(yōu)解的問題；逐級(jí)優(yōu)化能夠有效降低長(zhǎng)鏈路線聚合數(shù)據(jù)中的大誤差對(duì)轉(zhuǎn)化過程帶來的影響，在保證算法的收斂速度的同時(shí)提高了轉(zhuǎn)換結(jié)果的精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及逐級(jí)式線聚合降雨數(shù)據(jù)尺度轉(zhuǎn)換方法，屬于氣象數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

利用地面微波通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行區(qū)域化降雨監(jiān)測(cè)是近年來一種新興的技術(shù)。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，該技術(shù)具有節(jié)約建設(shè)成本，覆蓋面積廣，精細(xì)化程度高等多方面的優(yōu)勢(shì)。然而，微波鏈路監(jiān)測(cè)所得的降雨是線聚合的形式，即穿過鏈路的降雨強(qiáng)度的非線性加權(quán)平均，這樣就掩蓋了真實(shí)的點(diǎn)位監(jiān)測(cè)信息，使得收集到的數(shù)據(jù)沒用實(shí)用價(jià)值；另一方面，現(xiàn)有的模型的輸入多是點(diǎn)位數(shù)據(jù)，線聚合形式進(jìn)行建模假設(shè)時(shí)沒有任何物理意義，因此理論上也不能直接應(yīng)用到模型中來。如何有效的從線聚合降雨數(shù)據(jù)中提取有效信息，將其轉(zhuǎn)換成點(diǎn)位數(shù)據(jù)，是目前阻礙微波網(wǎng)絡(luò)測(cè)雨技術(shù)的關(guān)鍵問題，也是發(fā)揮微波通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)優(yōu)勢(shì)的決定性問題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種逐級(jí)式線聚合降雨數(shù)據(jù)尺度轉(zhuǎn)換方法，解決了線聚合降雨數(shù)據(jù)信息提取及微波監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中點(diǎn)位降雨獲取難題。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的逐級(jí)式線聚合降雨數(shù)據(jù)尺度轉(zhuǎn)換方法，包括以下步驟：

S1，給定站點(diǎn)控制范圍l；

S2，根據(jù)微波網(wǎng)絡(luò)中第x條微波鏈路的長(zhǎng)度L_x對(duì)第x條鏈路進(jìn)行分級(jí)，具體分級(jí)方式為：

其中，[*]是四舍五入函數(shù)。

S3，根據(jù)分級(jí)結(jié)果對(duì)鏈路進(jìn)行離散化，依據(jù)該鏈路等級(jí)對(duì)該鏈路進(jìn)行等分，取等分后的各分段鏈路中心點(diǎn)作為虛擬雨量站點(diǎn)；

S4，初始站點(diǎn)位置、估值確定：取所有鏈路中的最低級(jí)鏈路中心點(diǎn)作為初始站點(diǎn)位置，該級(jí)各鏈路線聚合數(shù)據(jù)為確定的站點(diǎn)估值，若最低級(jí)為1，則初始站點(diǎn)的值即為該級(jí)站點(diǎn)最終估值，若最低級(jí)大于1，則初始虛擬站點(diǎn)僅具有提供初始值的作用，將在確認(rèn)該級(jí)鏈路虛擬站點(diǎn)初步估值后被舍棄，不參與其他等級(jí)鏈路的計(jì)算；

S5，未估值最低級(jí)虛擬站點(diǎn)初步估值，利用所有已確定估值的站點(diǎn)對(duì)當(dāng)前未估值的最低級(jí)鏈路虛擬站點(diǎn)進(jìn)行空間插值及修正來確定其初步估值；

S6，對(duì)具有初步估值的站點(diǎn)進(jìn)行迭代優(yōu)化：對(duì)S5中獲取初步估值的鏈路進(jìn)行迭代優(yōu)化；

S7，進(jìn)入下一等級(jí)鏈路計(jì)算，重復(fù)S5、S6直至所有等級(jí)鏈路計(jì)算完成。

作為優(yōu)選，所述步驟S5具體為：設(shè)當(dāng)前未估值的最低級(jí)鏈路為m級(jí)，m1，利用已得到的初始站點(diǎn)位置以及估值得到m級(jí)第i條鏈路的m個(gè)虛擬站點(diǎn)的IDW(反距離加權(quán)法)結(jié)果為向量θ_mi(θ_mi1,…,θ_mim)，其中，向量中各元素第一個(gè)坐標(biāo)m代表第m級(jí)，第二個(gè)下標(biāo)i代表m等級(jí)中的第i條鏈路，第三個(gè)下標(biāo)代表該鏈路上第1至m個(gè)虛擬站點(diǎn)，若該等級(jí)鏈路用于確認(rèn)S4中初始站點(diǎn)，則初始站點(diǎn)在進(jìn)行IDW得到θ_mi(θ_mi1,θ_mi2,…,θ_mim)后被舍棄，利用