[发明专利]一种台风路径的识别方法及装置

说明书

本发明涉及一种台风路径的识别方法及装置，包括：基于各时刻的二维平面气象数据绘制平面等值线图，采用梯度算子计算所述各时刻的平面等值线图中各等值线上的像素点梯度方向；在所述各时刻的平面等值线图中各等值线上的各像素点上，沿着梯度方向和反方向按照预先设定的长度绘制线段；基于各时刻平面数字图像中各像素点上经过的线段的数量确定各时刻的台风中心；基于各时刻的台风中心的位置识别台风路径；本发明基于绘制的天气图，利用计算机视觉领域的算法识别台风中心，通过对大量气象数据的处理，快速准确的识别台风路径并进行图像展示，也可用于防灾系统中和其他生产要素叠加展示，具有算法成熟、计算速度快、识别准确率高等诸多优点。

技术领域

本发明涉及电力气象领域，具体涉及一种台风路径的识别方法及装置。

背景技术

热带气旋(tropical cyclone，TC)是影响我国沿海及部分内陆地区的主要灾害性天气系统之一，它是生成于热带或副热带洋面上，具有组织的对流和确定的气旋性环流的非锋面性涡旋的统称。

台风往往引发大规模的输、配电线路跳闸，表现为大量的群发性故障，这些故障可能是瞬时故障或永久性故障，其中后者的比例较高。台风风力超过线路或杆塔的设计标准时，可能引发断线、倒塔事故。同时，台风往往伴随着暴雨，暴雨影响杆塔的基础，可能引发倒塔断线事故，同时也会给故障恢复和抢修带来困难。在当前的电网防灾减灾工作中，信息化平台实时获取气象观测数据和数值天气预报数据，需要一种快速、高效识别台风历史和未来路径的方法，用于台风路径的展示。

目前公开的台风追踪及定位方法，有基于遥感图像的计算海面风场扰动因子的台风中心定位方法；有通过气象常规观测数据如海平面气压数据、高度场数据水平梯度识别低压中心和风场数据识别涡旋中心的单一或综合识别和定位方法。以往基于气象常规观测数据识别台风中心和路径的方法，均基于气象数据本身进行计算和判识，计算数据庞大通常计算速度慢、识别准确率低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种台风路径的自动识别方法，该方法基于绘制的天气图，利用计算机视觉领域的算法识别台风中心。

具体包括：

基于各时刻的二维平面气象数据绘制平面等值线图，采用梯度算子计算所述各时刻的平面等值线图中各等值线上的像素点梯度方向；

在所述各时刻的平面等值线图中各等值线上的各像素点上，沿着梯度方向和反方向按照预先设定的长度绘制线段；

基于各时刻平面数字图像中各像素点上经过的线段的数量确定各时刻的台风中心；

基于各时刻的台风中心的位置识别台风路径。

优选的，所述基于各时刻平面数字图像中各像素点上经过的线段的数量确定各时刻的台风中心，包括：

根据各时刻的平面数字图像的分辨率，分别设置大小与所述分辨率对应的矩阵作为各时刻的二维累加器；

采用所述各时刻的二维累加器中各元素记录同一时刻的平面数字图像对应位置的像素点上经过的线段的数量；

基于各时刻的二维累加器中的记录的各像素点上经过的线段的数量确定各时刻可能的各台风中心；

基于各时刻可能的各台风中心确定各时刻的台风中心。

进一步的，所述基于各时刻的二维累加器中的记录的各像素点上经过的线段的数量确定各时刻可能的各台风中心，包括：

分别对各时刻的二维累加器中的线段经过的像素点的记数进行升序排列，得到各时刻的线段经过的像素点的记数升序序列，升序序列中的大于预设标准阈值的各像素点为各时刻的可能的各台风中心。

进一步的，所述基于各时刻可能的各台风中心确定各时刻的台风中心，包括：