[發明專利]一種基于雙重距離的氣候空間分區方法

在審

• 申請號: 202011638842.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN113190633A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 張梓晗;崔生成;羅濤;李學彬;朱文越
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06K9/62;G06Q50/26
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務所(普通合伙) 34125
• 代理人: 郭華俊

本發明公開了一種基于雙重距離的氣候空間分區方法，包括如下步驟：對氣候空間進行格點劃分；確定每個格點的坐標和氣象參數的特征向量；計算兩個格點之間的位置距離R和參數特征向量的特征距離R_a；計算氣候空間之內的任意兩個格點之間的空間距離R_s；對計算所得的所有空間距離R_s進行聚類分析，獲得聚類中心和氣候空間的分區結果。本發明的基于雙重距離的氣候空間分區方法，具有將氣象參數數據的空間位置與參數特征二者相結合、解決現有氣候分區方法中的屬性單一和應用局限性的問題、完整描述我國氣候區域變化特征和空間差異性等優點。

技術領域

本發明涉及氣象學技術領域，特別是涉及一種基于雙重距離的氣候空間分區方法。

背景技術

氣候分區，是指根據氣候分類的原則和生產建設的需要，按氣候特征的相似和差異 程度，以一定的指標，對一定區域范圍所進行的氣候區域劃分。1929年，竺可楨根據 少量的氣候資料提出了中國的第一個氣候區劃，將全國分為華南、華中、華北、東北、 云貴高原、草原、西藏和蒙新共八個氣候區。1949年，盧鋈又提出四條界線，在此基 礎上他進一步將全國分成十大氣候區。1959年，中國科學院自然區劃工作委員會公布 了中國氣候區劃初稿，他們以日平均氣溫不低于10℃穩定期的積溫和最冷月氣溫或極 端最低氣溫多年平均值為熱量指標，以干燥度(見氣候指數)為水分指標。根據熱量指標， 他們把全國分劃成六個氣候帶和一個高原氣候區：赤道帶、熱帶、亞熱帶、暖溫帶、溫 帶。、寒溫帶和高原氣候區(青藏高原)。同時，結合中國地形特點和歷史行政區劃傳 統，又將全國分為8個一級氣候地區和32個二級氣候省。

大氣溫濕壓等參數是氣候變化、大氣光學及輻射傳輸特性研究的基本參數，也是氣 候診斷和大氣探測的重要內容。我國幅員遼闊，地勢高低不同，地形類型及山脈走向多樣，造成我國氣候分布存在顯著的空間差異性。通過單一地面站點測量獲得的參數能代 表多大范圍內的大氣狀況，需要研究近地面大氣參數的空間變化及其分布特征，建立大 氣參數空間分布均質區劃分方法，為區域性氣候變化及大氣參數地面測量站點布控方案 研究奠定基礎。

氣候分區主要應用以下三種聚類方法：劃分聚類、層次聚類和統計檢驗聚類分析法。 聚類算法以相似性為基礎，將物理或抽象對象的集合分成由類似的對象組成的多個類或 簇的過程，作為研究分類問題的一種統計分析方法，已經廣泛應用于氣候氣象研究領域。

目前廣泛使用的氣候分區方法，均只單一考慮了我國氣候的屬性特征，而氣象數據 本質上具有地理位置和參數特征的雙重含義，利用基于空間位置或非空間參數特征的相 似性的傳統聚類方法，會分裂空間要素固有的二重特性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于雙重距離的氣候空間分區方法，以解決 現有氣候分區方法中的屬性單一和應用局限性的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案。

一種基于雙重距離的氣候空間分區方法，其特點是，包括如下步驟：

步驟1：對氣候空間進行格點劃分；

步驟2：確定每個格點的坐標和每個格點的氣象參數的特征向量；

步驟3：計算兩個格點之間的位置距離R；

步驟4：計算兩個格點的參數特征向量的特征距離R_a；

步驟5：根據格點的坐標和氣象參數，獲得兩個格點的空間距離R_s的計算公式；

步驟6：根據步驟5的計算公式，計算氣候空間之內的任意兩個格點之間的空間距離R_s；

步驟7：對計算所得的所有空間距離R_s進行聚類分析，獲得聚類中心和氣候空間的分區結果。

所述步驟1中，格點劃分是依據經緯度等距進行劃分的。