[發明專利]熱帶氣旋路徑相似程度確定方法及存儲介質

有效

• 申請號: 202111362265.2
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN114202104B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 王斌;王豹;王大奎;韓屹
• 申請（專利權）人: 國家海洋環境預報中心
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06K9/62;G06Q50/26
• 代理公司: 北京萬思博知識產權代理有限公司 11694
• 代理人: 秦賀余

本發明涉及一種熱帶氣旋路徑相似程度確定方法及存儲介質，該方法包括：獲取包括路徑點數據集的熱帶氣旋歷史數據；確定樣本熱帶氣旋路徑與歷史熱帶氣旋路徑的空間相近程度；確定樣本熱帶氣旋路徑與歷史熱帶氣旋路徑的重疊程度；確定樣本熱帶氣旋路徑與歷史熱帶氣旋路徑的連續程度；確定樣本熱帶氣旋路徑與歷史熱帶氣旋路徑的強度相似程度；綜合樣本熱帶氣旋路徑與歷史熱帶氣旋路徑的空間相近程度、重疊程度、連續程度和強度相似程度，確定樣本熱帶氣旋和歷史熱帶氣旋的路徑相似程度。本發明結合相近、重疊、連續和強度4個方面，能夠更為準確地確定歷史熱帶氣旋數據庫中歷史熱帶氣旋個例與樣本熱帶氣旋的路徑相似程度。

技術領域

本發明涉及海洋氣象預報技術領域，具體涉及一種熱帶氣旋路徑相似程度確定方法、裝置及存儲介質。

背景技術

熱帶氣旋，是發生在熱帶或副熱帶洋面上的低壓渦旋，可以被描述為一個天氣尺度的非鋒面低壓系統，在溫暖水域上發展，有組織的對流，最大平均風速為34節或以上，在中心附近延伸超過一半，并持續至少6小時。熱帶氣旋發生在熱帶北大西洋(包括加勒比海和墨西哥灣)、墨西哥西海岸外的北太平洋，偶爾向西延伸至夏威夷、北太平洋西部(包括菲律賓群島和中國海)，孟加拉灣和阿拉伯海，馬達加斯加海岸和澳大利亞西北海岸外的南印度洋，以及從澳大利亞東海岸到西140°的南太平洋。熱帶氣旋是十分危險，可產生極端的風、暴雨和洪水以及破壞性的風暴潮，導致低洼沿海地區淹沒，造成巨大人員和經濟損失。

熱帶氣旋的移動路徑被認為是各種影響因素綜合作用的結果。兩條路徑相似的熱帶氣旋，在一定程度上能反映熱帶氣旋的環境條件、演變過程的相似，反應了諸多影響因子綜合作用的等效。熱帶氣旋路徑相似方法廣泛應用于熱帶氣旋預報、臺風風暴潮預報。在臺風風暴潮預報中，尋找與樣本熱帶氣旋路徑相似的歷史熱帶氣旋，調閱歷史熱帶氣旋發展及引起的沿岸潮位及風暴增水實況，對開展當前樣本熱帶氣旋可能引發的風暴增水預測有十分重要的參考價值。

目前對于路徑相似程度的評估或者路徑相似熱帶氣旋的篩選主要包括兩類，一類是基于GIS(地理信息系統)的空間分析功能，通過緩沖區或者疊加分析對熱帶氣旋路徑進行篩選；另一類是從路徑相似出發，通過設置指標如歐氏距離、弗雷歇距離、豪斯多夫距離等方式，計算樣本間的差異程度，進行相似性評估。但是上述兩類方法也存在不足，主要體現在，在應用GIS空間分析中的緩沖區時，緩沖區半徑的取值一般只能依靠經驗，但緩沖區大小則會直接影響到計算結果；在通過差異性指標計算相似性中如歐式距離、弗雷歇距離等，是通過度量路徑上關鍵點的距離，來確定路徑的相似(接近)程度。對于路徑上的關鍵點的采樣結果將直接影響計算結果，但如何合理的選取關鍵點采樣，也沒有合適的解決方案，一般人工依靠經驗。此外，對于弗雷歇、動態時間歸整等計算方法，在求解過程中需要遞歸計算，花費的計算時間也會相對偏長。

發明內容

為至少實現路徑相似程度更為準確的判斷，本發明提出了一種熱帶氣旋路徑相似程度確定方法及存儲介質，結合相近、重疊、連續和強度4個方面，確定熱帶氣旋之間的相似程度。

本發明第一方面，提供了一種熱帶氣旋路徑相似程度確定方法，包括：

歷史數據獲取步驟，獲取包括路徑點數據集的熱帶氣旋歷史數據，所述路徑點數據集包括熱帶氣旋序號、時間、經度、緯度、強度、中心最低氣壓和熱帶氣旋尺度，所述熱帶氣旋歷史數據包括一條或多條歷史熱帶氣旋的數據；空間相近程度確定步驟，確定樣本熱帶氣旋路徑與歷史熱帶氣旋路徑的空間相近程度；重疊程度確定步驟，確定樣本熱帶氣旋路徑與歷史熱帶氣旋路徑的重疊程度；連續程度確定步驟，確定樣本熱帶氣旋路徑與歷史熱帶氣旋路徑的連續程度；強度相似程度確定步驟，確定樣本熱帶氣旋路徑與歷史熱帶氣旋路徑的強度相似程度；路徑相似程度確定步驟，綜合樣本熱帶氣旋路徑與歷史熱帶氣旋路徑的空間相近程度、重疊程度、連續程度和強度相似程度，確定樣本熱帶氣旋和歷史熱帶氣旋的路徑相似程度。