[發(fā)明專利]一種臺風(fēng)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(qiáng);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(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發(fā)明涉及一種臺風(fēng)路徑的識別方法及裝置，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(fēng)中心；基于各時刻的臺風(fēng)中心的位置識別臺風(fēng)路徑；本發(fā)明基于繪制的天氣圖，利用計算機(jī)視覺領(lǐng)域的算法識別臺風(fēng)中心，通過對大量氣象數(shù)據(jù)的處理，快速準(zhǔn)確的識別臺風(fēng)路徑并進(jìn)行圖像展示，也可用于防災(zāi)系統(tǒng)中和其他生產(chǎn)要素疊加展示，具有算法成熟、計算速度快、識別準(zhǔn)確率高等諸多優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力氣象領(lǐng)域，具體涉及一種臺風(fēng)路徑的識別方法及裝置。

背景技術(shù)

熱帶氣旋(tropical cyclone，TC)是影響我國沿海及部分內(nèi)陸地區(qū)的主要災(zāi)害性天氣系統(tǒng)之一，它是生成于熱帶或副熱帶洋面上，具有組織的對流和確定的氣旋性環(huán)流的非鋒面性渦旋的統(tǒng)稱。

臺風(fēng)往往引發(fā)大規(guī)模的輸、配電線路跳閘，表現(xiàn)為大量的群發(fā)性故障，這些故障可能是瞬時故障或永久性故障，其中后者的比例較高。臺風(fēng)風(fēng)力超過線路或桿塔的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)時，可能引發(fā)斷線、倒塔事故。同時，臺風(fēng)往往伴隨著暴雨，暴雨影響桿塔的基礎(chǔ)，可能引發(fā)倒塔斷線事故，同時也會給故障恢復(fù)和搶修帶來困難。在當(dāng)前的電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)工作中，信息化平臺實時獲取氣象觀測數(shù)據(jù)和數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，需要一種快速、高效識別臺風(fēng)歷史和未來路徑的方法，用于臺風(fēng)路徑的展示。

目前公開的臺風(fēng)追蹤及定位方法，有基于遙感圖像的計算海面風(fēng)場擾動因子的臺風(fēng)中心定位方法；有通過氣象常規(guī)觀測數(shù)據(jù)如海平面氣壓數(shù)據(jù)、高度場數(shù)據(jù)水平梯度識別低壓中心和風(fēng)場數(shù)據(jù)識別渦旋中心的單一或綜合識別和定位方法。以往基于氣象常規(guī)觀測數(shù)據(jù)識別臺風(fēng)中心和路徑的方法，均基于氣象數(shù)據(jù)本身進(jìn)行計算和判識，計算數(shù)據(jù)龐大通常計算速度慢、識別準(zhǔn)確率低。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種臺風(fēng)路徑的自動識別方法，該方法基于繪制的天氣圖，利用計算機(jī)視覺領(lǐng)域的算法識別臺風(fēng)中心。

具體包括：

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(fēng)中心；

基于各時刻的臺風(fēng)中心的位置識別臺風(fēng)路徑。

優(yōu)選的，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(fēng)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(fēng)中心；

基于各時刻可能的各臺風(fēng)中心確定各時刻的臺風(fēng)中心。

進(jìn)一步的，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(fēng)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)閾值的各像素點為各時刻的可能的各臺風(fēng)中心。

進(jìn)一步的，所述基于各時刻可能的各臺風(fēng)中心確定各時刻的臺風(fēng)中心，包括：