[發明專利]一種在WRF中尺度模式中仿真模擬飛機催化作業軌跡的方法

有效

• 申請號: 202210266525.4
• 申請日: 2022-03-17
• 公開（公告）號: CN114611308B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 劉衛國;周毓荃;黨娟;史月琴;陶玥
• 申請（專利權）人: 中國氣象科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 成都宏田知識產權代理事務所(普通合伙) 51337
• 代理人: 孔霞

1.一種在WRF中尺度模式中仿真模擬飛機催化作業軌跡的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：讀取飛行作業數據，轉為數值模式可以使用的數據文件；所述數據文件為文本文件，所述數據文件的數據格式為專用格式，所述數據格式滿足各種飛機作業情況，所述數據文件的格式包括多架次飛行、多時段和不同催化劑類型，且可組合到數據文件中供數值模式使用；

S2：編寫飛機飛行數據專用讀取程序，所述程序讀取飛行作業的原始數據文件，根據數據文件中催化劑播撒速率判斷催化作業的開始時間和結束時間，將開始時間至結束時間這一時段內的數據記錄作為有效數據保留，其他時間的數據記錄作為無效數據舍棄，每一個架次的飛行數據歸為一個數據組，所有有效數據均按專用格式存儲到所述數據文件中；

S3：在數值模式中定義多個二維動態數組，數值模式啟動后即讀取數據文件的所有數據并存儲到這些動態數組內，此后數值模式的所有操作均面向這些動態數組，動態數組的操作遵循數值模式的操作邏輯，可適應數值模式的串行和分布式運行方式；

動態數組包括：

seed_group存儲數據組的信息；

seed_agent存儲催化劑類型信息；

seed_equip存儲作業飛機型號信息；

seed_data_org存儲飛機作業原始數據記錄和數據網格化過程中的中間數據記錄；

seed_data存儲經處理后的最終的飛機作業數據記錄；

S4：飛機軌跡數據網格化，包括以下步驟：

S401：數值模式模擬的地理區域采用蘭伯特投影，通過調用數值模式自帶的地圖工具集，將各數據記錄中的經緯度坐標投影到數值模式的地理區域上，再將所述經緯度坐標數據轉化到直角坐標系下，即模式的計算網格，該計算網格在水平方向是按模式的水平分辨率等間距分布；

S402：將每架次飛機的數據作為一個數據組，對每個數據組選取該數據組的第一個數據記錄的時間作為該組數據記錄的起始時間，然后該組所有數據記錄的時間均轉化為與起始時間相差的秒數；

S403：在S402處理的同時，將每組數據的起始時間和結束時間存儲到所述動態數組seed_group中，數據以距離基準時間的秒數表示，這里的基準時間特指數值模式模擬時初始時刻對應的時間；

S5：對數據進行時間加密處理，將數據記錄的時間間隔縮小至指定間隔，具體為1秒或1秒以下；

所述時間加密處理涉及水平方向坐標值的計算以及垂直方向高度值的計算，針對每個數據組，從首個記錄開始滾動對比相鄰的兩個數據記錄的時間，如發現大于指定間隔的兩個數據記錄，即開始進行數據的時間加密處理，每個數據記錄實際對應著三維直角坐標系空間中的一個點，根據上述計算步驟即可完成所有數據的時間加密工作，處理后的所有數據均存儲到動態數組seed_data中，該數組包括作業時間即距開始時間的秒數、以坐標形式表示的飛機作業格點的空間位置、作業格點處的催化劑播撒速率，與此同時模式也更新了seed_group數組中與seed_data相關的索引數據；

S6：根據數據確定飛機軌跡并播撒催化劑，運行中的數值模式，通過查詢S3中在seed_group數組中存儲的起始和結束時間，以確定當前模式時刻是否處于催化時間段內，如不在催化時間段內，則不執行催化模塊，否則啟動催化模塊，通過查詢S5中存儲在seed_data數組中的數據，其數據索引范圍可由seed_group數組得到，來確定播撒點的具體的播撒時刻、空間位置和催化劑播撒速率，催化劑類型則由seed_agent數組得到，數值模式每使用完seed_data數組中的一個數據記錄，則立即更新seed_group數組中對應的索引值范圍。