[发明专利]全球涡旋间多层次关系的识别、追踪

权利要求书

1.全球涡旋间多层次关系的识别、追踪其主要特征如下:

(1)全球中尺度涡多层次复杂拓扑路径构建算法；

(2)全球中尺度涡多层次路径构建算法。

2.根据权利要求1所述在个体涡旋识别算法的基础上，基于海平面高度数据不同层次的闭合等高线，将每天识别的涡旋建立层次结构：涡树，其叶子结点为涡旋个体，中间结点即为涡群；保留多核心涡的数据,在涡旋识别过程中通过遍历闭合等高线，在等高线振幅绝对值一定范围内找到具有共同封闭等高线的涡旋群落；最后建立以涡旋个体为叶子结点，以涡群为中间结点的树型存储结构（如图2）；建立起全球涡与涡、涡群与涡群之间的链接关系，为后续的涡旋复杂拓扑路径追踪研究提供数据基础。

3.根据权利要求2对比前后两天的涡树并且进行轨迹查找，两天的涡旋匹配性是决定涡旋轨迹是否准确的关键；对Day0天的涡树进行遍历并在Day1的涡旋群集数据中按照先2维相似向量匹配，再以涡旋相似度匹配的方法进行查找；从涡树的根结点开始按照广度优先搜索遍历；涡群的移动速度大约为0.1m/s，通过进行两天时间里涡群面积重叠面积作为涡群是否匹配的一个重要因素（2维相似向量）；因此我们通过比对两天涡群的面积重叠度，获得重叠区域面积与前后两天涡群面积比例的2维相似向量，筛选出相似向量绝对值较高的几个涡群作为Day1的后备涡群；同时可以得到两天涡群与涡群，涡与涡之间的关系（分裂、合并、存活、死亡）；然后对备选涡群进行基于相似度计算(振幅、涡动能等的标准欧式距离之和)，修正涡群与涡群之间的关系递归到叶节点（涡旋）结束匹配，从而建立涡旋、涡群沿时间变化的有向关系图。