[發明專利]高空急流位置、形態及強度特征檢測方法

在審

• 申請號: 202211421658.0
• 申請日: 2022-11-14
• 公開（公告）號: CN115797386A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 黃丹青;趙珊;黃櫻;況雪源
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06T7/187
• 分類號: G06T7/187;G01W1/00
• 代理公司: 北京金蓄專利代理有限公司 11544
• 代理人: 洪濤

1.高空急流位置、形態及強度特征檢測方法，其特征在于：選擇一個風速值作為急流區域的風速臨界值；將急流區域內風速小于風速臨界值的格點的值設為0，其余設為1，對格點應用連通區域分析，將一個所有點都超過風速臨界值的區域視為一個高值區域；通過橢圓擬合方法將所有高值區域擬合為一個橢圓；根據橢圓擬合誤差與高值區域面積的橢圓度指數獲得擬合優度指數，若所有年份的橢圓擬合優度均超過0.8，則通過擬合，否則重新選擇一個風速臨界值進行再次擬合；根據擬合得到的橢圓，獲得中心經度、中心緯度、寬度、高度、面積、角度和強度七個急流指數，中心經度指數和中心緯度指數表征急流位置變化，寬度指數、高度指數、面積指數及角度指數表征急流的形態特征，而強度指數表征急流強度變化。

2.如權利要求1所述的高空急流位置、形態及強度特征檢測方法，其特征在于：所述橢圓擬合法為通過檢測獲得高值區域的輪廓點集，再對該輪廓點集進行橢圓擬合，返回得到擬合橢圓的中心點、長軸、短軸及旋轉角度。

3.如權利要求1所述的高空急流位置、形態及強度特征檢測方法，其特征在于：所述擬合優度指數的計算公式為：其中，A代表高值區域的面積，N代表高值區域輪廓點的數量，SE為橢圓擬合誤差，其計算方法為：其中，d_i是高值區域某一輪廓點P到橢圓的距離近似值，通過計算輪廓點P到通過輪廓P的共焦正交雙曲線與橢圓交點I的歐式距離得到。

4.如權利要求2所述的高空急流位置、形態及強度特征檢測方法，其特征在于：所述中心經度為擬合橢圓的中心點的經度，所述中心緯度為擬合橢圓的中心點的緯度，所述寬度為擬合橢圓的長軸的實際大圓距離，所述高度為擬合橢圓的短軸的實際大圓距離，所述面積為擬合橢圓的實際地理區域面積，所述角度為擬合橢圓的長軸與經線之間的夾角，所述強度擬合橢圓區域內的風速平均值，所述大圓距離的計算采用：r為地球半徑，分別代表球面上兩點的緯度，Δλ為兩點的經度差。

5.如權利要求2所述的高空急流位置、形態及強度特征檢測方法，其特征在于：利用Python中OpenCV庫的findContours()函數檢測得到高值區域的輪廓點集，再利用fitEllipse()函數對該輪廓點集進行橢圓擬合。

6.如權利要求1或2或3或4或5或6所述的高空急流位置、形態及強度特征檢測方法，其特征在于：所述急流區域為300hPa對流層。

7.如權利要求1或2或3或4或5或6所述的高空急流位置、形態及強度特征檢測方法，其特征在于：所述高值區域至少包含10個格點。