[發(fā)明專利]一種臺風路徑的識別方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110425575.8
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113311507A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉曉琳;馮雙磊;王勃;靳雙龍;宋宗朋;滑申冰;孫晨蕾;胡菊;馬振強;王姝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01W1/00
• 分類號: G01W1/00;G06T7/00
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種臺風路徑的識別方法，其特征在于，所述方法包括：

基于各時刻的二維平面氣象數(shù)據(jù)繪制平面等值線圖，采用梯度算子計算所述各時刻的平面等值線圖中各等值線上的像素點梯度方向；

在所述各時刻的平面等值線圖中各等值線上的各像素點上，沿著梯度方向和反方向按照預(yù)先設(shè)定的長度繪制線段；

基于各時刻平面數(shù)字圖像中各像素點上經(jīng)過的線段的數(shù)量確定各時刻的臺風中心；

基于各時刻的臺風中心的位置識別臺風路徑。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各時刻平面數(shù)字圖像中各像素點上經(jīng)過的線段的數(shù)量確定各時刻的臺風中心，包括：

根據(jù)各時刻的平面數(shù)字圖像的分辨率，分別設(shè)置大小與所述分辨率對應(yīng)的矩陣作為各時刻的二維累加器；

采用所述各時刻的二維累加器中各元素記錄同一時刻的平面數(shù)字圖像對應(yīng)位置的像素點上經(jīng)過的線段的數(shù)量；

基于各時刻的二維累加器中的記錄的各像素點上經(jīng)過的線段的數(shù)量確定各時刻可能的各臺風中心；

基于各時刻可能的各臺風中心確定各時刻的臺風中心。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于各時刻的二維累加器中的記錄的各像素點上經(jīng)過的線段的數(shù)量確定各時刻可能的各臺風中心，包括：

分別對各時刻的二維累加器中的線段經(jīng)過的像素點的記數(shù)進行升序排列，得到各時刻的線段經(jīng)過的像素點的記數(shù)升序序列，升序序列中的大于預(yù)設(shè)標準閾值的各像素點為各時刻的可能的各臺風中心。

4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于各時刻可能的各臺風中心確定各時刻的臺風中心，包括：

將各時刻可能的各臺風中心所在的像素點位置作為中心，分別在各時刻的平面等值線圖上選取大小為預(yù)先設(shè)定的范圍閾值的各區(qū)域；

分別計算各時刻的各區(qū)域內(nèi)平面等值線圖中等值線上每一個像素點到對應(yīng)區(qū)域內(nèi)中心的距離，并將所述距離升序排列，得到各時刻的各區(qū)域內(nèi)距離的升序序列；

分別在各時刻的各區(qū)域內(nèi)的距離的升序序列中，以距離相差在預(yù)設(shè)距離閾值內(nèi)的像素點，為同一個圓上的像素點；

若一個中心對應(yīng)兩個以上的圓，則判定該中心為對應(yīng)時刻的臺風中心。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于臺風中心的位置識別臺風路徑，包括：

按照所述臺風中心對應(yīng)的像素點在所述平面等值線圖上的位置，對應(yīng)出各時刻的臺風中心的經(jīng)緯度；

將各時刻的臺風中心經(jīng)緯度依次銜接，識別出臺風路徑。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各時刻的二維平面氣象數(shù)據(jù)繪制平面等值線圖之后，且采用梯度算子計算所述各時刻的平面等值線圖中各等值線上的像素點梯度方向之前，還包括：

將所述各時刻的平面等值線圖處理為二值化的平面數(shù)字圖像。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述二維平面氣象數(shù)據(jù)為：地面的海平面氣壓值或者低層等壓面層上的位勢高度值。

8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述梯度算子包括：Roberts Cross算子、Prewitt算子、Sobel算子、Krisch算子、羅盤算子、Marr-Hildreth算子、Laplacian算子或Canny算子。

9.一種臺風路徑的識別裝置，其特征在于，所述裝置包括：

計算模塊，用于基于各時刻的二維平面氣象數(shù)據(jù)繪制平面等值線圖，采用梯度算子計算所述各時刻的平面等值線圖中各等值線上的像素點梯度方向；

繪制模塊，用于在所述各時刻的平面等值線圖中各等值線上的各像素點上，沿著梯度方向和反方向按照預(yù)先設(shè)定的長度繪制線段；

確定模塊，用于基于各時刻平面數(shù)字圖像中各像素點上經(jīng)過的線段的數(shù)量確定各時刻的臺風中心；

識別模塊，用于基于各時刻的臺風中心的位置識別臺風路徑。

10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述確定模塊具體用于：

根據(jù)各時刻的平面數(shù)字圖像的分辨率，分別設(shè)置大小與所述分辨率對應(yīng)的矩陣作為各時刻的二維累加器；

采用所述各時刻的二維累加器中各元素記錄同一時刻的平面數(shù)字圖像對應(yīng)位置的像素點上經(jīng)過的線段的數(shù)量；

基于各時刻的二維累加器中的記錄的各像素點上經(jīng)過的線段的數(shù)量確定各時刻可能的各臺風中心；

基于各時刻可能的各臺風中心確定各時刻的臺風中心；

分別對各時刻的二維累加器中的線段經(jīng)過的像素點的記數(shù)進行升序排列，得到各時刻的線段經(jīng)過的像素點的記數(shù)升序序列，升序序列中的大于預(yù)設(shè)標準閾值的各像素點為各時刻的可能的各臺風中心；

將各時刻可能的各臺風中心所在的像素點位置作為中心，分別在各時刻的平面等值線圖上選取大小為預(yù)先設(shè)定的范圍閾值的各區(qū)域；

分別計算各時刻的各區(qū)域內(nèi)平面等值線圖中等值線上每一個像素點到對應(yīng)區(qū)域內(nèi)中心的距離，并將所述距離升序排列，得到各時刻的各區(qū)域內(nèi)距離的升序序列；

分別在各時刻的各區(qū)域內(nèi)的距離的升序序列中，以距離相差在預(yù)設(shè)距離閾值內(nèi)的像素點，為同一個圓上的像素點；

若一個中心對應(yīng)兩個以上的圓，則判定該中心為對應(yīng)時刻的臺風中心。