[發明專利]一種基于數字孿生技術對氣象雷達預測的方法及系統

在審

• 申請號: 202211352851.3
• 申請日: 2022-11-01
• 公開（公告）號: CN115469291A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 彭燕;肖科;吳自厚;黃巍;肖秀
• 申請（專利權）人: 湖南賽能環測科技有限公司
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/95;G01W1/10;G06F30/20
• 代理公司: 長沙楚為知識產權代理事務所(普通合伙) 43217
• 代理人: 李大為

本發明公開了一種基于數字孿生技術對氣象雷達預測的方法及系統，其方法包括：獲取數字探空儀中的探空數據文件，對所述探空數據文件進行預處理形成預處理數據；基于所述預處理數據解析出當前氣象雷達預測模型結構和所對應的虛擬氣象雷達預測場景；根據數字孿生體模擬當前氣象雷達預測模型結構的數據特征，并構造數字孿生體模型；基于數字孿生體模型對所述預處理數據進行氣象圖譜分析和氣象事件分析，獲取氣象系統下的各氣象實體預測信息；將所述各氣象實體預測信息基于所述虛擬氣象雷達預測場景進行信息呈現。本發明可以結合氣象環境高度進行實時預測，為所在區域提供有效氣象預測資料。

技術領域

本發明涉及氣象信息技術領域，尤其涉及一種基于數字孿生技術對氣象雷達預測的方法及系統。

背景技術

近年來，我國氣象預測不斷向精細化邁進，主要產品是以精細化數值預報為技術核心的精準天氣預報。然而，隨著數值預報精細化程度的不斷提升以及氣象數據種類的不斷豐富，現有數字式電子探空儀能連續自動測定地面至對流層上層的風向、風速、氣溫、氣壓、濕度等氣象要素，其垂直分層可以按照預設高度獲取一套氣象數據，其使得從地面就可以獲取相關數字化氣象信息，但相關氣象數據使得其可以實時掌控所在區域的氣象環境，但如何基于數字式探空儀實現對氣象環境的預測目前還沒有一種可行的方案，使得其不能通過數字式探空儀達到有效氣象雷達預測功能。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，本發明提供了一種基于數字孿生技術對氣象雷達預測的方法及系統，其通過獲取探空數據文件，基于探空數據文件進行氣象雷達預測，能通過數字式探空儀對氣象環境的預測目的。

為了解決上述問題，本發明提出了一種基于數字孿生技術對氣象雷達預測的方法，所述方法包括：

獲取數字探空儀中的探空數據文件，對所述探空數據文件進行預處理形成預處理數據；

基于所述預處理數據解析出當前氣象雷達預測模型結構和所對應的虛擬氣象雷達預測場景；

根據數字孿生體模擬當前氣象雷達預測模型結構的數據特征，并構造數字孿生體模型；

基于數字孿生體模型對所述預處理數據進行氣象圖譜分析和氣象事件分析，獲取氣象系統下的各氣象實體預測信息；

將所述各氣象實體預測信息基于所述虛擬氣象雷達預測場景進行信息呈現。

所述探空數據文件包括從地面到對流層上層每預設間隔的高度Z、溫度T、相對濕度RH、露點溫度TD、氣壓P、風向DD、風速FF。

所述對所述探空數據文件進行預處理形成預處理數據包括：

將風向DD和風速FF分解為徑向風分量V和緯向風分量U。

所述基于所述預處理數據解析出當前氣象雷達預測模型結構和所對應的虛擬氣象雷達預測場景包括：

基于高度Z、溫度T、相對濕度RH、露點溫度TD、氣壓P、徑向風分量V和緯向風分量U數據按照每預設間隔的成型所在層的雨霧厚度和云底高度參數；

基于每層的雨霧厚度和云底高度參數構建當前氣象雷達預測模型結構；

通過虛擬現實技術對當前氣象雷達預測模型結構中的氣象實體進行實物圖構建，確保當前氣象雷達預測模型中的虛擬氣象與氣象實體保持一致；

基于預處理數據和當前氣象雷達預測模型構建虛擬氣象場景，并在模擬器中對構建的虛擬氣象場景進行渲染。

所述根據數字孿生體模擬當前氣象雷達預測模型結構的數據特征，并構造數字孿生體模型包括：

將氣象系統數據表示為統一的數據源模型；

將原始存儲格式轉化為氣象實體對象和相關屬性；

將所述氣象實體對象和相關屬性融合并存儲在數據源模型中。

所述基于數字孿生體模型對所述預處理數據進行氣象圖譜分析和氣象事件分析包括：