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专利号: 2020105051433
申请人: 成都信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用风场资料订正低涡中心位置的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、获取位势高度数据点数据和风场数据点数据,并利用风场数据点数据生成风矢量,以及利用位势高度数据点数据生成位势高度场等值线;

S2、遍历所述位势高度场等值线,剔除非闭合等值线,筛选出闭合等值线;

S3、遍历所述闭合等值线,选定低涡区域;

S4、在所述低涡区域中遍历闭合等值线,得到低涡最内圈等值线,并将所述低涡最内圈等值线记为低涡核心等值线;

S5、遍历所述低涡核心等值线中所有的数据点得到各数据点的涡度值,并判断具有最大涡度值的数据点个数是否大于1,若是,则进入步骤S6,否则,进入步骤S7;

S6、计算若干个同时具有最大涡度值数据点的平均位置,记所述平均位置为低涡中心,完成低涡中心位置的订正;

S7、将唯一的具有最大涡度值的数据点记为低涡极值点O;

S8、根据所述风矢量,将所述低涡极值点O及其四周相邻数据点进行修正向量积计算,并根据计算结果订正低涡中心位置。

2.根据权利要求1所述的利用风场资料订正低涡中心位置的方法,其特征在于,所述步骤S2中闭合等值线满足的条件如下:x0≠lonmin∧x0≠lonmax∧xn≠lonmin∧xn≠lonmax∧y0≠latmin∧y0≠latmax∧yn≠latmin∧yn≠latmax其中,lonmin和lonmax均表示经度边界,latmin和latmax均表示纬度边界,x0和y0表示等值线中起始点的经纬度,xn和yn表示等值线中终止点经纬度。

3.根据权利要求1所述的利用风场资料订正低涡中心位置的方法,其特征在于,所述步骤S3包括以下步骤:S301、在闭合等值线范围内从下至上、从左至右搜寻位势高度数据点,并将搜寻到的第一个数据点记为M点;

S302、判断M点的位势高度值是否小于所述闭合等值线的位势高度值,若是,则将所述闭合等值线范围内的区域记为低涡区域,并进入步骤S4,否则,不记为低涡区域,跳过该闭合等值线。

4.根据权利要求1所述的利用风场资料订正低涡中心位置的方法,其特征在于,所述步骤S4包括以下步骤:S401、针对低涡区域中仅有一条闭合等值线时,将所述闭合等值线标记为低涡核心等值线;或针对低涡区域中存在两条或若干条闭合等值线时,将所述两条或若干条闭合等值线进行标记,记为L1,L2,L3,...,Ln,并进入步骤S402,其中,Ln表示n条闭合等值线;

S402、对任意两个标记过的闭合等值线进行嵌套关系判断;

S403、根据嵌套关系判断结果获取低涡最内圈的等值线,并将所述低涡最内圈的等值线记为低涡核心等值线。

5.根据权利要求4所述的利用风场资料订正低涡中心位置的方法,其特征在于,所述步骤S402包括以下步骤:S4021、记一条闭合等值线中最东点为Xmax、最西点为Xmin、最北点为Ymax以及最南点为Ymin;

S4022、判断任意两个标记后的闭合等值线Li和Lj,是否满足Ximax>Xjmax∧XiminYjmax∧Yimin

6.根据权利要求1所述的利用风场资料订正低涡中心位置的方法,其特征在于,所述步骤S5包括以下步骤:S501、遍历低涡核心等值线中任意一数据点,若该点的位势高度小于低涡核心等值线,则进入步骤S503;

S502、将低涡核心等值线外侧相邻的数据点纳入辅助分析点的筛选中,并进入步骤S503;

S503、对闭合等值线内部的数据点进行涡度计算得到涡度值;

所述涡度值的表达式如下:

其中,ζ表示数据点集中在(i,j)处的涡度值,i表示列,j表示行,v表示y轴上的分量,u表示x轴的分量,x(i,j)与y(i,j)分别表示(i,j)处的经度和纬度。

S504、遍历并筛选出具有最大涡度值的点,并判断具有最大涡度值的数据点个数是否大于1,若是,则进入步骤S6,否则,进入步骤S7。

7.根据权利要求1所述的利用风场资料订正低涡中心位置的方法,其特征在于,所述步骤S8包括以下步骤:S801、将所述低涡极值点O相邻的8个数据点记为辅助分析点,分别记为A、B、C、D、E、F、G和H点;

S802、剔除反气旋干扰,将低涡极值点O分别与辅助分析点之间进行涡度计算得到涡度值,并判断所述涡度值是否大于0,若是,则保留所述涡度值对应的辅助分析点,并进入步骤S803,否则,删除所述涡度值对应的辅助分析点,并进入步骤S803;

S803、判断是否遍历完所有辅助分析点,若是,则进入步骤S804,否则,返回步骤S802;

S804、根据所述风矢量,将低涡极值点O分别与各保留后的辅助分析点进行修正向量积计算,得到修正向量积Cr,并判断修正向量积Cr的个数是否大于1,若是,则进入步骤S805,否则,进入步骤S806;

S805、计算最大修正向量积Cr的点和低涡极值点O的经纬度平均值,并将经纬度平均值所得到的点记为低涡中心,完成对低涡中心位置的订正;

S806、将最大修正向量积Cr的点与低涡极值点O连线的中点记为低涡中心,完成对低涡中心的订正。

8.根据权利要求7所述的利用风场资料订正低涡中心位置的方法,其特征在于,所述步骤S802中涡度值的表达式如下:其中,ζN表示涡度值,N表示辅助分析点的集合,vO表示低涡极值点O在y方向上的分量,vN表示辅助分析点在y方向上的分量,xO和yO表示低涡极值点O的经纬度,xN和yN表示辅助分析点在x方向上的分量,uO表示低涡极值点O的风矢量在x方向的分量,uN表示N的风矢量在x方向的分量。

9.根据权利要求7所述的利用风场资料订正低涡中心位置的方法,其特征在于,所述步骤S804中修正向量积的表达式如下:其中,Cr表示修正向量积,Va和Vb均表示风矢量,θ表示两个风矢量的夹角,ua和ub均表示风矢量Va的分量,va和vb均表示风矢量Vb的分量。

10.根据权利要求7所述的利用风场资料订正低涡中心位置的方法,其特征在于,所述步骤S805或步骤S806中低涡中心的经纬度表达式如下:其中,Wx表示低涡中心的经度,Wy表示低涡中心的纬度,(xo,yo)表示低涡极值点O的经纬度,t表示保留的辅助分析点的个数,(xi,yi)表示具有最大修正向量积点CrX的经纬度,X表示保留的辅助分析点集合。