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摘要:本发明公开一种基于三维时空连续性的热浪事件追踪方法,方法包括:以原始气象台站逐日地表气温和相对湿度数据为输入,生成热指数HI栅格数据;以所述HI栅格数据为输入,生成热浪状态空间矩阵;以所述热浪状态空间矩阵为输入,进行热浪空间连通性聚类,将同时发生且空间上相邻的热浪事件连接起来,作为同一场热浪空间事件;以步骤S103生成的热浪空间事件为输入,进行时间连通性聚类,将相邻时间上具有关联关系的热浪空间事件连接起来,作为同一场热浪时空事件;以热浪时空事件为基础,评估热浪影响。本发明的有益效果是:识别出的热浪事件及其影响更加科学、合理;并且对热浪事件影响分析提供非常明确的特征时空变化。
主权项:1.一种基于三维时空连续性的热浪事件追踪方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:获取原始数据:以原始气象台站逐日地表气温和相对湿度数据为输入,生成热指数HI栅格数据;步骤S1中HI栅格数据的计算公式如下:HI=-8.784695+1.61139411×T-2.338549×RH-0.14611605×T×RH-1.2308094×102×T2-1.6424828×10-2×RH2+2.211732×10-3×T2×RH+7.2546×10-4×T×RH2+3.582×10-6×T2×RH2其中,T为地表空气温度℃;RH为地表相对湿度%;步骤S1中,生成HI栅格数据,采用距平逼近法,具体为:将站点HI时间序列分解为热指数1981-2010气候态儒略日均值和距平值;气候态儒略日均值采用ANUSPLIN薄板样条插值到栅格数据,距平值采用角距离权重插值到栅格数据,二者相加得到最终HI栅格数据;步骤S2中,HI栅格数据为3维时空数据,包括:纬度、经度、时间三个维度;热浪状态空间矩阵为布尔型数组,发生热浪的矩阵单元标记为true,反之标记为false;S2:构造热浪事件并生成热浪状态空间矩阵:以所述HI栅格数据为输入,生成热浪状态空间矩阵;S3:热浪空间连通性聚类:以所述热浪状态空间矩阵为输入,进行热浪空间连通性聚类,将同时发生且空间上相邻的热浪事件连接起来,作为同一场热浪空间事件;步骤S3中采用8向循环递归搜索方法,将将同时发生且空间上相邻的热浪事件连接起来,作为同一场热浪空间事件,具体为:S301:初始化热浪编号矩阵cluserId;其中矩阵cluserId中未发生热浪的网格初始值为a,发生热浪的网格初始值为b;矩阵cluserId的纬度与热浪状态空间矩阵一致,均为经度×纬度×时间;矩阵cluserId还包括已经过热浪事件编号网格,其值即为事件编号ID;S302:按照从上至下,从左至右的顺序,逐一时刻循环遍历热浪状态空间矩阵,搜索空间连续性热浪事件;S303:当热浪状态空间矩阵在i,j处为true时,若对应的cluserId[i,j,t]=b,即表示该网格发生热浪事件,且未被编号,则令ID=IDpre+1,并以ID值对cluserId[i,j,t]进行更新,即cluserId[i,j,t]=ID;同时更新IDpre为ID,即IDpre=ID;S304:以该网格为中心,按照8向或4向的原则,递归搜索相邻网格空间连续性热浪事件,在热浪状态为true时,以中心网格的ID更新这一相邻网格的cluserId[i,j,t],直至搜索不到相邻状态为true的网格为止,该网格的递归结束;S305:进入下一网格,重复步骤S302~S304,直至所有网格遍历完成;S306:添加时间信息到热浪编号矩阵clusterId,以区别不同时间的热浪空间事件:clusterId_t=clusterId+factor×t式中,clusterId_t为加上时间信息的热浪编号;t表示每个时间;factor为10的倍数;S307:删除网格连通数低于阈值c的热浪空间事件;S4:热浪时间连通性聚类:以步骤S3生成的热浪空间事件为输入,进行时间连通性聚类,将相邻时间上具有关联关系的热浪空间事件连接起来,作为同一场热浪时空事件;S5:评估影响:利用热浪多维特征指标,以步骤S4识别的热浪时空事件为基础,评估热浪影响。
全文数据:
权利要求:
百度查询: 中国地质大学(武汉) 一种基于三维时空连续性的热浪事件追踪方法
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