[发明专利]基于三维图像连通性识别极端气候事件动态过程的方法

说明书

本发明涉及基于三维图像连通性识别极端气候事件动态过程的方法，包括步骤：选取极端气候指标，构建三维指标空间体；设定极端气候指标阈值，对三维指标空间体进行二值化处理；在三维指标空间体中识别并标记三维连通体；根据三维连通体的逐层面积和相邻两层重叠面积，将三维连通体拆分为一个或多个新连通体；一个新连通体独立表征一场具有三维可视化演变特征的极端气候事件；在时空维度下构建极端气候事件发展时空特征变量；利用极端气候事件发展时空特征变量，得到事件发展特征和事件迁移特征。本发明实现了算法简单高效，缓存容量小，且可对大面积区域跨越数十年的极端气候事件进行客观可靠的识别；为基于事件角度分析极端气候提供了新途径，对研究区域极端气候机理、适应气候变化、管理气候灾害风险、实施防灾减灾战略提供一定参考依据。

技术领域

本发明涉及极端气候变化和管理气候灾害风险技术领域，具体地涉及基于三维图像连通性识别极端气候事件动态过程的方法。

背景技术

政府间气候变化委员会最新发布的第六次评估报告表明，全球平均气温在过去十年(2011～2020年)较工业革命期间(1850年～1900年)上升了约1.09℃。全球变暖已经极大地改变了水循环特点，对全球水资源的时空分布格局产生了一定影响，加剧了暴雨洪水、干旱、低温寒潮、高温热浪等极端气候事件。全球自然灾害总数在21世纪前20年大幅攀升，特别是气候相关灾害数量出现惊人的增长。1980年至1999年，全球与气候相关的灾害有3656起，而2000年至2019年增至6681起。极端气候事件严重影响经济社会的发展和生态系统的安全，对农业、工业、生态环境和水环境等造成严重危害。

制定有效的气候灾害管理和适应措施，必须以现有的认识为基础，并且需要了解长期的极端气候事件模式。科学辨识极端气候事件是探讨其模式特征和揭示其内部机理的基础前提。

极端气候事件的发生、发展和结束具有明显的三维特征(时间为第一维度，经纬度为第二、第三维度)，即在时间上具有持续性，在空间上也具有动态连续扩展或收缩等变化。不同暴雨洪水事件的时空结构具有明显差异。如何综合考虑极端气候事件在时空维度上的连续性，研究极端气候事件动态发展过程，为适应气候变化、管理气候灾害风险、实施防灾减灾战略提供更可靠的理论及技术支撑，是目前需要进一步探讨的问题。

现有技术的现状：

目前国内外研究多是从时间一维和平面二维角度对极端气候事件进行降维识别和分析，聚焦于极端气候事件时间演变特征或空间分布特征。

现有技术的缺陷：

由于现有技术采用的降维识别方法破坏了极端气候事件的整体结构，从而不能有效揭示极端气候事件发展演变的过程和相关机理。

发明内容

本发明针对上述问题，提供基于三维图像连通性识别极端气候事件动态过程的方法，其目的在于实现算法简单高效，缓存容量小，且可对大面积区域跨越数十年的极端气候事件进行客观可靠的识别。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种基于三维图像连通性识别极端气候事件动态过程的方法，包括以下步骤：

S100.选取极端气候指标，构建三维指标空间体；

S200.设定极端气候指标阈值，对所述三维指标空间体进行二值化处理；

S300.在所述三维指标空间体中识别并标记三维连通体；

S400.将所述三维连通体拆分为一个或多个新连通体；所述新连通体独立表征一场具有三维可视化演变特征的极端气候事件；

S500.在时空维度下构建极端气候事件发展时空特征变量；所述极端气候事件发展时空特征变量包含事件逐日集中点、事件时空集中点；