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卫星图像红外通道对流结构的强度预测数据集制作方法 

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申请/专利权人:南京信息工程大学

摘要:本发明公布了一种卫星图像红外通道对流结构的强度预测数据集制作方法,具体为:获取地球同步卫星的红外通道图像并将其转化为序列数据;提取满足特定条件的对流核心和对应的热力序列图;提取红外亮温径向剖面的时空演化特征的提取;提取表征热带气旋组织水平的偏角方差特征因子,本发明克服了卫星图像信息冗杂丰富给模型带来干扰的问题,通过有针对性地提取关键对流特征,不仅增强了模型的性能,而且显著提高了热带气旋强度预测任务的准确性,这一技术突破为气象学和人工智能的交叉研究领域带来了新的契机,有望为未来的强度预测和灾害防控提供更为可靠的数据支持。

主权项:1.卫星图像红外通道对流结构的强度预测数据集制作方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:取地球同步卫星的红外通道图像,对红外通道图像进行预处理,利用滑动窗口将红外通道图像转化为时间序列数据;步骤2:提时间序列数据中每一帧红外图像的对流核心单体;并对对流核心单体进行可视化,得到热力图;步骤3:构建每一帧红外图像的径向剖面曲线,并对该曲线进行可视化,得到径向对流数据;步骤4:计算每一帧红外图像的偏角方差;步骤5:将红外图像以及对应的对流核心,热力图,径向对流数据以及偏角方差进行整合,最终得到具有时间序列的强度预测数据集;所述步骤2中根据如下公式提取满足如下公式的像素点作为对流核心单体:BTi,j<253K 其中,BTi,j表示红外图像中像素i,j处的亮度温度值,Neighborsi,j表示与像素i,j相邻的像素点的集合,BTn表示与像素i,j相邻的像素点的亮度温度值,BTi-1,j表示红外图像中像素i-1,j处的亮度温度值,BTi+1,j表示红外图像中像素i+1,j处的亮度温度值,BTi,j+1表示红外图像中像素i,j+1处的亮度温度值,BTi,j-1表示红外图像中像素i,j-1处的亮度温度值,K表示亮度温度单位;所述步骤3具体为:步骤3.1:以红外图像的气旋中心作为经纬线的交叉点,将红外图像划分为四个地理象限,所述地理象限包括NE象限,NW象限,SE象限和SW象限,N表示北纬,S表示南纬,E表示西经,W表示东经;步骤3.2:对一个滑动窗口中的时间序列数据进行降维处理,将从时间序列数据二维图像序列转换为一维廓线图序列,采用连续的一维函数计算一维廓线图序列中每个象限的径向轮廓曲线;步骤3.2:利用霍夫默勒图对径向轮廓曲线进行静态可视化展示;所述步骤4具体为:步骤4.1:以红外图像中热带气旋的中心像素点Or为中心,R为半径,设置计算区域,R为预设的值;步骤4.2:对于计算区域内的每一个像素点,计算出该像素点的亮温梯度方向与该像素点指向Or方向的夹角Oi,Oi也即偏差角,计算区域内的所有偏差角绝对值的方差。

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权利要求:

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