[发明专利]一种地面天气图高压系统的自动识别方法

说明书

本发明公开了一种地面天气图高压系统的自动识别方法，包括步骤S1：基于二阈值，查找地面天气图中的高压中心候选点；步骤S2:基于三角网格插值法对地面天气图绘制等值线；步骤S3：确定地面天气图中的高压系统及高压中心。本发明基于最外围闭合等值线客观识别地面高压，降低地面高压的自动识别不确定性，客观准确地刻画高压系统的二维结构特征，为业务预报提高准确性提供帮助，实现了地面高压业务分析自动化，具有重要的现实意义。

技术领域

本发明属于天气系统自动识别技术领域，具体涉及一种地面天气图高压系统的自动识别方法。

背景技术

地面天气图的高压/反气旋系统是气象业务预报分析和相关科学研究的重要关注点之一，如何客观、高效且准确地记录追踪这类系统对于研究和业务预报具有重要的社会意义。

当前业务和科研工作中对地面高压研究以人工识别与主观分析为主，近来相继出现了一些地面高压的自动识别算法，但多是针对单点(高压中心点)的客观识别。由于地面高压内部往往存在多中心情况，对其识别带来较大的不确定性和更高的识别度要求，并且业务分析中还需客观描述高压系统的影响范围以及形态变化，例如冬季西伯利亚高压系统发展演变对东亚寒潮的形成和发展，对于寒潮与大风等灾害性天气预报具有重要指示意义。

但是，由于大陆地面高压的外型结构相对复杂，容易受到地形影响出现弯曲，迄今尚无专门针对地面高压二维结构以及高压系统的自动识别与追踪客观算法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种地面天气图高压系统的自动识别方法，基于最外围闭合等值线客观识别地面高压，降低地面高压的自动识别不确定性，客观准确地刻画高压系统的二维结构特征，为业务预报提高准确性提供帮助，实现了地面高压业务分析自动化，具有重要的现实意义。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种地面天气图高压系统的自动识别方法，包括：

步骤S1：基于二阈值，查找地面天气图中的高压中心候选点；

步骤S2:基于三角网格插值法对地面天气图绘制等值线；

步骤S3：确定地面天气图中的高压系统及高压中心。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的方法还包括步骤S4：计算高压系统特征值。

上述的步骤S4具体包含以下步骤：

步骤S401：将相邻等值线上两点的距离进行迭代相加，计算高压系统长度track_len；

步骤S402：通过步骤3判断位于高压系统内的格点，使用迭代法将高压系统内各格点的面积相加，计算高压系统的面积area。

上述的步骤S1具体包含以下步骤：

步骤S101：输入地面天气图原始数据，包括气压值和经纬度；

步骤S102：框定研究区域，设置研究区域内格点坐标及气压数值；

步骤S103：采用九点极值法选择候选点，对研究区域分闭合和非闭合的情况将中心格点与周围八格点进行气压值比较大小，若中心格点是这九点内的极值点，则将其作为候选点i_can；

并记录已经做过运算的格点位置；

步骤S104：根据第一阈值合并邻近候选点，计算任意候选点间距离，若距离小于第一阈值，选取气压较低值的中心点作为候选点；

步骤S105：根据第二阈值进一步合并邻近候选点，输出最终候选点。

上述的第一阈值为100km，第二阈值为35km。