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一种多路径台风风暴潮快速预测方法及系统

摘要

本发明涉及风暴潮预测领域,尤其涉及一种多路径台风风暴潮快速预测方法一种多路径台风风暴潮快速预测方法及系统。本发明通过当前台风的当前台风信息,能够得到第一时间后的台风影响的圆区域,通过将圆区域划分为若干个网格子区域,并根据所有所述网格子区域的顶点所在的经纬度坐标和当前台风信息,得到当前台风的多条预测移动路径,根据事先预设好的本地信息数据库,按照预设时间间隔获取所述第一时间内台风从当前台风中心所在位置沿着每一条预测移动路径移动过程中台风中心所在的经纬度坐标对应的风暴增水数据。本发明提高了每一条预测移动路径上台风风暴增水预测的精确度;同时能够满足风暴潮精细化预报和政府防灾决策的需求。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-08-20

    授权

    授权

  • 2017-10-24

    实质审查的生效 IPC(主分类):G01W1/10 申请日:20170620

    实质审查的生效

  • 2017-09-22

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及风暴潮预测领域,尤其涉及一种多路径台风风暴潮快速预测方法及系统。

背景技术

国内外多数气象部门以“概率圆图示法”来预报台风路径(图1),即气象部门对台风预测路径进行误差统计分析,取得预报出现概率最大的预报路径误差ΔR。以24小时预报为例,其它时次依此类推。图示A点表示当前观测到的台风中心位置,以B为圆心的圆是预报的“未来24小时概率圆”,圆的半径为78km(约为目前国内外台风24小时路径预报偏离的平均值)。考虑到台风可能走快(D点)、走慢(C点)、偏左(F点)、偏右(E点)的情况,日本气象厅、国家海洋预报台等单位已开始采用五条路径台风集合预报方式进行风暴潮数值预报,通过输入基于概率圆的台风集合预报参数和风暴潮数值预报模型,利用计算机系统能够实时计算未来24小时内上述五条台风路径对应的增水数据,整个计算过程大概需要20分钟左右;

但上述方法存在以下缺点:

1、由于台风中心移动方向和移动速度预报的准确率不高,因此认为未来24 小时,台风中心处于“24小时概率圆”内的任何一点上都是可能的。仅采用五种路径预报,会出现增水量数据漏报的情况;

2、随着沿海经济的高速发展,沿海地方政府和公众对风暴潮预报能力和水平的要求越来越高,五条路径增水量数据的预报已经不能满足风暴潮精细化预报和政府防灾决策的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是:本发明提供一种预测精度及效率高的台风风暴潮快速预测方法及系统,能够满足精细化风暴潮预报和政府防灾决策的需求。

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种多路径台风风暴潮快速预测方法,包括以下步骤:

S1:预设台风风暴增水的本地信息数据库,所述本地信息数据库包括台风信息集合和风暴增水集合,所述台风信息集合的元素包括台风中心所在的经纬度坐标、台风中心的最大风速、台风中心的移动速度和台风中心的移动方向;所述台风信息集合的元素与所述风暴增水集合的元素一一对应;

S2:根据当前台风的预测信息,得到预设第一时间后台风中心所处的圆区域;所述预测信息为当前台风经过所述第一时间增强或衰减后的台风信息;

S3:根据预设的网格分辨率,在所述圆区域内创建网格,得到多个的网格子区域;

S4:根据所有所述网格子区域的顶点所在的经纬度坐标和当前台风信息,得到当前台风的多条预测移动路径;

S5:根据所述本地信息数据库、所述当前台风信息和所述当前台风的多条预测移动路径,按照预设时间间隔获取所述第一时间内台风从当前台风中心所在位置沿着每一条预测移动路径移动过程中台风中心所在的经纬度坐标对应的风暴增水数据。

本发明还提供了一种多路径台风风暴潮快速预测系统,包括:

预设模块,用于预设台风风暴增水的本地信息数据库,所述本地信息数据库包括台风信息集合和风暴增水集合,所述台风信息集合的元素包括台风中心所在的经纬度坐标、台风中心的最大风速、台风中心的移动速度和台风中心的移动方向;所述台风信息集合的元素与所述风暴增水集合的元素一一对应;

第一获取模块,用于根据当前台风的预测信息,得到预设第一时间后台风中心所处的圆区域;所述预测信息为当前台风经过所述第一时间增强或衰减后的台风信息;

创建模块,用于根据预设的网格分辨率,在所述圆区域内创建网格,得到多个的网格子区域;

第二获取模块,用于根据所有所述网格子区域的顶点所在的经纬度坐标和当前台风信息,得到当前台风的多条预测移动路径;

第三获取模块,用于根据所述本地信息数据库、所述当前台风信息和所述当前台风的多条预测移动路径,按照预设时间间隔获取所述第一时间内台风从当前台风中心所在位置沿着每一条预测移动路径移动过程中台风中心所在的经纬度坐标对应的风暴增水数据。

本发明的有益效果为:

本发明通过当前台风的预测信息,能够得到第一时间后的台风中心所处的的圆区域,通过将圆区域划分为若干个网格子区域,并根据所有所述网格子区域的顶点所在的经纬度坐标和当前台风信息,得到当前台风的多条预测移动路径,根据事先预设好的本地信息数据库,按照预设时间间隔获取所述第一时间内台风从当前台风中心所在位置沿着每一条预测移动路径移动过程中台风中心所在的经纬度坐标对应的风暴增水数据,通过上述方法,将台风中心所处的圆区域进行细分为若干个网格子区域,并根据当前台风信息,得到台风可能移动的多条移动路径,并按照预设时间间隔获取所述第一时间内,每一条预测移动路径上台风中心所处于的经纬度坐标对应的风暴增水数据,提高了每一条预测移动路径上台风风暴增水预测的精确度;相对于现有的5条路径预测的方法,本发明对第一时间后台风中心所处的圆区域进行细分,得到当前台风的多条预测移动路径(由于网格子区域的顶点数大于5个,故移动路径大于5条),能够对台风的多条移动路径的台风风暴增水进行快速预测,满足风暴潮精细化预报和政府防灾决策的需求,同时对本地信息数据库通过离线的方式直接获取数据,能够缩短数据获取过程所需要的时间,提高了数据获取效率。

附图说明

图1为本发明背景技术中台风预测方式的示意图;

图2为本发明实施例的一种多路径台风风暴潮快速预测方法的步骤流程图;

图3为本发明实施例的台风预测路径示意图;

图4为本发明实施例的台风中心移动方向示意图;

图5为本发明实施例的一种多路径台风风暴潮快速预测系统的结构示意图;

图6为本发明实施例的预设模块、第一获取模块和第二获取单元的结构示意图;

标号说明:

1、预设模块;2、第一获取模块;3、创建模块;4、第二获取模块;5、第三获取模块;6、预设单元;7、第一获取单元;8、第二获取单元;9、第三获取单元;10、预测单元;11、第四获取单元。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本发明最关键的构思在于:获取多条台风预测移动路径,按照预设时间间隔获取所述第一时间内台风从当前台风中心所在位置沿着每一条预测移动路径移动过程中台风中心所在的经纬度坐标对应的风暴增水数据,提高了台风影响区域台风风暴风暴增水数据预测的精确度。

请参照图2至图4所示,本发明提供了一种多路径台风风暴潮快速预测方法,包括以下步骤:

S1:预设台风风暴增水的本地信息数据库,所述本地信息数据库包括台风信息集合和风暴增水集合,所述台风信息集合的元素包括台风中心所在的经纬度坐标、台风中心的最大风速、台风中心的移动速度和台风中心的移动方向;所述台风信息集合的元素与所述风暴增水集合的元素一一对应;

S2:根据当前台风的预测信息,得到预设第一时间后台风中心所处的圆区域;所述预测信息为当前台风经过所述第一时间增强或衰减后的台风信息;S3:根据预设的网格分辨率,在所述圆区域内创建网格,得到多个的网格子区域;

S4:根据所有所述网格子区域的顶点所在的经纬度坐标和当前台风信息,得到当前台风的多条预测移动路径;所述当前台风信息包括当前台风中心所在的经纬度坐标、当前台风中心移动方向、当前台风中心的最大风速和当前台风中心的移动速度;

S5:根据所述本地信息数据库、所述当前台风信息和所述当前台风的多条预测移动路径,按照预设时间间隔获取所述第一时间内台风从当前台风中心所在位置沿着每一条预测移动路径移动过程中台风中心所在的经纬度坐标对应的风暴增水数据。

从上述描述可知,本发明通过当前台风的预测信息,能够得到第一时间后的台风中心所处的圆区域,通过将圆区域划分为若干个网格子区域,并根据所有所述网格子区域的顶点所在的经纬度坐标和当前台风信息,得到当前台风的多条预测移动路径,根据事先预设好的本地信息数据库,按照预设时间间隔获取所述第一时间内台风从当前台风中心所在位置沿着每一条预测移动路径移动过程中台风中心所在的经纬度坐标对应的风暴增水数据,通过上述方法,将台风中心所处的圆区域进行细分为若干个网格子区域,并根据当前台风信息,得到台风可能移动的多条移动路径,并按照预设时间间隔获取所述第一时间内,每一条预测移动路径上台风中心所处于的经纬度坐标对应的风暴增水数据,提高了每一条预测移动路径上台风风暴增水预测的精确度;相对于现有的5条路径预测的方法,本发明对第一时间后台风中心所处的圆区域进行细分,得到当前台风的多条预测移动路径(由于网格子区域的顶点数大于5个,故移动路径大于5条),能够对台风的多条移动路径的台风风暴增水进行快速预测,满足风暴潮精细化预报和政府防灾决策的需求,同时对本地信息数据库通过离线的方式直接获取数据,能够缩短数据获取过程所需要的时间,提高了数据获取效率。

进一步的,所述S1具体为:

S11:预设经纬度坐标集合、台风中心的移动方向集合、台风中心的最大风速集合及台风中心的移动速度集合;

S12:根据所述经纬度坐标集合、移动方向集合、最大风速集合和移动速度集合,得到台风信息集合;

S13:根据风暴潮模型,得到与所述台风信息集合对应的风暴增水集合;

S14:根据台风信息集合和风暴增水集合,得到台风风暴增水的本地信息数据库。

从上述描述可知,通过上述方法能够使本地信息数据库更加详细精确,有得于的台风增水量数据预测准确度的提高。

进一步的,“预设经纬度坐标集合”具体为:

预设目标区域,所述目标区域由多个具有经纬度坐标信息的顶点围成;

在所述目标区域内创建网格,得到多个的目标网格子区域;

获取所有的所述目标网格子区域的顶点经纬度坐标,得到经纬度坐标集合。

从上述描述可知,通过上述方法,能够将需要预测的台风增水区域进行细分为若干个的目标网格子区域,并获取所有目标网格子区域的顶点经纬度坐标,使区域划分更加细分,使本地信息数据库中的数据更加精确。

进一步的,所述S5具体为:

S51:根据所述当前台风信息,按照预设时间间隔获取所述第一时间内台风从当前台风中心所在位置沿着每一条预测移动路径移动过程中台风中心所在的经纬度坐标,得到路径预报点的经纬度坐标集合;

S52:依次获取所述路径预报点的经纬度坐标集合的一路径预报点的经纬度坐标;

S53:根据所述当前台风信息,得到与所述一路径预报点的经纬度坐标对应的预报台风信息;所述预报台风信息为台风从当前台风经纬度坐标移动到所述路径预报点的经纬度坐标时,当前台风信息经过衰减或增强后的台风信息;

S54:根据本地信息数据库,获取与所述预报台风信息对应的风暴增水数据;

S55:重复步骤S52、S53和S54直至得到所有的路径预报点的风暴增水数据。

从上述描述可知,通过上述方法能够得到当前台风在每一条预测移动路径上所有的路径预报点对应的台风风暴风暴增水数据,提高了每一条预测移动路径上台风风暴增水预测的精确度。

进一步的,所述的一种多路径台风风暴潮快速预测方法,还包括:

预设天文潮的潮位集合,所述潮位集合的潮位数据与预设时间点一一对应;

获取每一个路径预报点的经纬度坐标获取的时间点,获取与所述获取的时间点对应的天文潮的潮位数据,得到每一个路径预报点对应的潮位数据;

将每一个路径预报点对应的风暴增水数据和潮位数据进行线性相加,得到每一个路径预报点对应的总水位数据。

从上述描述可知,通过对台风风暴影响的风暴增水数据及天文潮的潮位数据的获取,能够快速准确地获取每一个路径预报点对应的总水位数据,能够对灾情做出正确的判断。

进一步的,所述S54具体为:

获取所述路径预报点的经纬度坐标所位于的目标网格子区域;

根据本地信息数据库,获取与所述目标网格子区域的每一个顶点的经纬度坐标和所述预报台风信息对应的增水量数据,得到四个增水量数据;

根据所述四个增水量数据、四个顶点的经纬度坐标,通过插值算法计算得到与所述路径预报点的经纬度坐标和所述预报台风信息相对应的增水量数据。

从上述描述可知,当获取得到的路径预报点的经纬度坐标不在目标网格子区域的顶点上时,通过获取路径预报点的经纬度坐标所位于的目标网格子区域,并获取四个相应的增水量数据,通过插值算法,能够得到所述路径预报点的经纬度坐标和所述预报台风信息相对应的增水量数据,通过上述方法,减少了本地信息数据库中数据量存储,并且通过插值算法能够快速获取相应的增水量数据,计算时间短、效率高。

进一步的,所述S2具体为:

S21:根据当前台风的当前台风信息,得到预设第一时间后台风的预测信息;所述预测信息包括预测经纬度坐标信息;

S22:根据所述预测经纬度坐标信息及预设的半径值,得到台风影响的圆区域。

从上述描述可知,通过上述方法能够精确获取得到第一时间后台风所影响的圆区域。

进一步的,所述S21具体为:

每隔预设第一时间获取到当前台风信息,所述台风信息包括当前台风中心所在的经纬度坐标、当前台风中心移动方向、当前台风中心的最大风速和当前台风中心的移动速度;

根据所述当前经纬度坐标信息、所述第一方位角和所述第一移动速度,预测所述第一时间后所述台风中心所在的经纬度坐标信息,得到预测经纬度坐标信息。

从上述描述可知,通过上述方法能够自动获取台风信息及台风中心所在的经纬度坐标信息,无需人工干预,效率高。

请参照图5至图6所述,本发明还提供了一种多路径台风风暴潮快速预测系统,包括:

预设模块1,用于预设台风风暴增水的本地信息数据库,所述本地信息数据库包括台风信息集合和风暴增水集合,所述台风信息集合的元素包括台风中心所在的经纬度坐标、台风中心的最大风速、台风中心的移动速度和台风中心的移动方向;所述台风信息集合的元素与所述风暴增水集合的元素一一对应;

第一获取模块2,用于根据当前台风的预测信息,得到预设第一时间后台风中心所处的圆区域;所述预测信息为当前台风经过所述第一时间增强或衰减后的台风信息;

创建模块3,用于根据预设的网格分辨率,在所述圆区域内创建网格,得到多个的网格子区域;

第二获取模块4,用于根据所有所述网格子区域的顶点所在的经纬度坐标和当前台风信息,得到当前台风的多条预测移动路径;

第三获取模块5,用于根据所述本地信息数据库、所述当前台风信息和所述当前台风的多条预测移动路径,按照预设时间间隔获取所述第一时间内台风从当前台风中心所在位置沿着每一条预测移动路径移动过程中台风中心所在的经纬度坐标对应的风暴增水数据。

从上述描述可知,本发明通过当前台风的预测信息,能够得到第一时间后的台风中心所处的圆区域,通过将圆区域划分为若干个网格子区域,并根据所有所述网格子区域的顶点所在的经纬度坐标和当前台风信息,得到当前台风的多条预测移动路径,根据事先预设好的本地信息数据库,按照预设时间间隔获取所述第一时间内台风从当前台风中心所在位置沿着每一条预测移动路径移动过程中台风中心所在的经纬度坐标对应的风暴增水数据,通过上述系统,将台风中心所处的圆区域进行细分为若干个网格子区域,并根据当前台风信息,得到台风可能移动的多条移动路径,并按照预设时间间隔获取所述第一时间内,每一条预测移动路径上台风中心所处于的经纬度坐标对应的风暴增水数据,提高了每一条预测移动路径上台风风暴增水预测的精确度;相对于现有的5条路径预测的方法,本发明对第一时间后台风中心所处的圆区域进行细分,得到当前台风的多条预测移动路径(由于网格子区域的顶点数大于5个,故移动路径大于5条),能够对台风的多条移动路径的台风风暴增水进行快速预测,满足风暴潮精细化预报和政府防灾决策的需求,同时对本地信息数据库通过离线的方式直接获取数据,能够缩短数据获取过程所需要的时间,提高了数据获取效率。

进一步的,所述预设模块1包括:

预设单元6,用于预设经纬度坐标集合、台风中心的移动方向集合、台风中心的最大风速集合及台风中心的移动速度集合;

第一获取单元7,用于根据所述经纬度坐标集合、移动方向集合、最大风速集合和移动速度集合,得到台风信息集合;

第二获取单元8,用于根据风暴潮模型,得到与所述台风信息集合对应的风暴增水集合;

第三获取单元9,用于根据台风信息集合和风暴增水集合,得到台风风暴增水的本地信息数据库。

从上述描述可知,通过上述模块能够使本地信息数据库更加详细精确,有得于的台风增水量数据预测准确度的提高。

进一步的,所述第一获取模块2包括:

预测单元10,用于根据当前台风的当前台风信息,得到预设第一时间后台风的预测信息;所述预测信息包括预测经纬度坐标信息;

第四获取单元11,用于根据所述预测经纬度坐标信息及预设的半径值,得到台风影响的圆区域。

从上述描述可知,通过上述模块,能够将需要预测的台风增水量区域进行细分为若干个的目标网格子区域,并获取所有目标网格子区域的顶点经纬度坐标,使区域划分更加细分,使本地信息数据库中的数据更加精确。

请参照图2至图4,本发明的实施例一为:

S1:预设台风风暴增水的本地信息数据库,所述本地信息数据库包括台风信息集合和风暴增水集合,所述台风信息集合的元素包括台风中心所在的经纬度坐标、台风中心的最大风速、台风中心的移动速度和台风中心的移动方向;所述台风信息集合的元素与所述风暴增水集合的元素一一对应;

所述S1具体为:

S11:预设经纬度坐标集合、台风中心的移动方向集合、台风中心的最大风速集合及台风中心的移动速度集合;

“预设经纬度坐标集合”具体为:

预设目标区域,所述目标区域由多个具有经纬度坐标信息的顶点围成;

在所述目标区域内创建网格,得到多个的目标网格子区域;

获取所有的所述目标网格子区域的顶点经纬度坐标,得到经纬度坐标集合;

S12:根据所述经纬度坐标集合、移动方向集合、最大风速集合和移动速度集合,得到台风信息集合;

S13:根据风暴潮模型,得到与所述台风信息集合对应的风暴增水集合;

S14:根据台风信息集合和风暴增水集合,得到台风风暴增水的本地信息数据库;

S2:根据当前台风的预测信息,得到预设第一时间后台风中心所处的圆区域;所述预测信息为当前台风经过所述第一时间增强或衰减后的台风信息;所述当前台风信息包括当前台风中心所在的经纬度坐标、当前台风中心移动方向、当前台风中心的最大风速和当前台风中心的移动速度;

所述S2具体为:

S21:根据当前台风的当前台风信息,得到预设第一时间后台风的预测信息;所述预测信息包括预测经纬度坐标信息;

所述S21具体为:

每隔预设第一时间获取到当前台风信息,所述台风信息包括当前台风中心所在的经纬度坐标、当前台风中心移动方向、当前台风中心的最大风速和当前台风中心的移动速度;

根据所述当前经纬度坐标信息、所述第一方位角和所述第一移动速度,预测所述第一时间后所述台风中心所在的经纬度坐标信息,得到预测经纬度坐标信息;

S22:根据所述预测经纬度坐标信息及预设的半径值,得到台风影响的圆区域;

S3:根据预设的网格分辨率,在所述圆区域内创建网格,得到多个的网格子区域;

S4:根据所有所述网格子区域的顶点所在的经纬度坐标和当前台风信息,得到当前台风的多条预测移动路径;

S5:根据所述本地信息数据库、所述当前台风信息和所述当前台风的多条预测移动路径,按照预设时间间隔获取所述第一时间内台风从当前台风中心所在位置沿着每一条预测移动路径移动过程中台风中心所在的经纬度坐标对应的风暴增水数据;

所述S5具体为:

S51:根据所述当前台风信息,按照预设时间间隔获取所述第一时间内台风从当前台风中心所在位置沿着每一条预测移动路径移动过程中台风中心所在的经纬度坐标,得到路径预报点的经纬度坐标集合;

S52:依次获取所述路径预报点的经纬度坐标集合的一路径预报点的经纬度坐标;

S53:根据所述当前台风信息,得到与所述一路径预报点的经纬度坐标对应的预报台风信息;所述预报台风信息为台风从当前台风经纬度坐标移动到所述路径预报点的经纬度坐标时,当前台风信息经过衰减或增强后的台风信息;

S54:根据本地信息数据库,获取与所述预报台风信息对应的风暴增水数据;

所述S54具体为:

获取所述路径预报点的经纬度坐标所位于的目标网格子区域;

根据本地信息数据库,获取与所述目标网格子区域的每一个顶点的经纬度坐标和所述预报台风信息对应的增水量数据,得到四个增水量数据;

根据所述四个增水量数据、四个顶点的经纬度坐标,通过插值算法计算得到与所述路径预报点的经纬度坐标和所述预报台风信息相对应的增水量数据;

S55:重复步骤S52、S53和S54直至得到所有的路径预报点的风暴增水数据。

S6:预设天文潮的潮位集合,所述潮位集合的潮位数据与预设时间点一一对应;

S7:获取每一个路径预报点的经纬度坐标获取的时间点,获取与所述获取的时间点对应的天文潮的潮位数据,得到每一个路径预报点对应的潮位数据;

S8:将每一个路径预报点对应的风暴增水数据和潮位数据进行线性相加,得到每一个路径预报点对应的总水位数据。

从上述描述可知,通过上述方法,将台风中心所处的圆区域进行细分为若干个网格子区域,并根据当前台风信息,得到台风可能移动的多条移动路径,并按照预设时间间隔获取所述第一时间内,每一条预测移动路径上台风中心所处于的经纬度坐标对应的风暴增水数据,提高了每一条预测移动路径上台风风暴增水预测的精确度;同时能够满足风暴潮精细化预报和政府防灾决策的需求。

请参照图5至图6所示,本发明的实施例二为:

通过预设单元预设经纬度坐标集合、台风中心的移动方向集合、台风中心的最大风速集合及台风中心的移动速度集合,并将预设结果发送至第一获取单元;第一获取单元根据所述经纬度坐标集合、移动方向集合、最大风速集合和移动速度集合,得到台风信息集合,并将台风信息集合发送至第二获取单元;第二获取单元根据风暴潮模型,得到与所述台风信息集合对应的风暴增水集合,并将风暴增水集合发送至第三获取单元;第三获取单元根据台风信息集合和风暴增水集合,得到台风风暴增水的本地信息数据库;预测单元根据当前台风的当前台风信息,得到预设第一时间后台风的预测信息;所述预测信息包括预测经纬度坐标信息,并将预设结果发送至第四获取单元;第四获取单元根据所述预测经纬度坐标信息及预设的半径值,得到台风影响的圆区域,并将圆区域发送至创建模块;创建模块根据预设的网格分辨率,在所述圆区域内创建网格,得到多个的网格子区域,并将多个的网格子区域发送至第二获取模块;第二获取模块根据所有所述网格子区域的顶点所在的经纬度坐标和当前台风信息,得到当前台风的多条预测移动路径,并将多条预测移动路径发送至第三获取模块;第三获取模块根据所述本地信息数据库、所述当前台风信息和所述当前台风的多条预测移动路径,按照预设时间间隔获取所述第一时间内台风从当前台风中心所在位置沿着每一条预测移动路径移动过程中台风中心所在的经纬度坐标对应的风暴增水数据。

本发明的实施例三为:

一、台风增水量的本地信息数据库的建立:

划定一个会引起全省沿海的风暴增水的矩形区域(例如19.0°~28.5°N, 115.0°~126.0°E),将矩形区域划分为多个的目标网格子区域,其网格分辨率为0.1°(目标网格子区域的长为0.1经度、宽为0.1纬度),获取所有目标网格子区域的顶点经纬度坐标,得到经纬度坐标集合;

预设台风中心移动的移动方向集合、台风中心的最大风速集合及台风中心的移动速度集合;所述移动方向集合的移动方向值为台风中心的移动方向与预设方向的夹角;

移动方向集合的移动方向值α包括0°、22.5°、45°、225°、247.5°、 270°、229.5°、315°、337.5°,请参照图3所示;台风中心的最大风速集合的风速Wr包括25、30、35、40、45、50、55、60、65、70m/s;台风中心的移动速度集合的移动速度V包括0.05、0.15、0.25、0.35、0.45°/h(指的为每小时移动的经纬度);

根据所述经纬度坐标集合、移动方向集合、最大风速集合和移动速度集合,得到台风信息集合;

利用大小网格嵌套的风暴潮模型及反距离加权插值算法,得到台风信息集合每一元素对应的风暴增水数据,根据所有风暴增水数据,得到风暴增水集合;

根据所述台风信息集合和所述风暴增水集合,得到台风增水量的本地信息数据库;

二、基于本地信息数据库的台风增水数据的预测,以24小时预报为例:

1、根据当前台风的当前台风信息(所述台风信息包括当前台风中心所在的经纬度坐标、当前台风中心移动方向、当前台风中心的最大风速和当前台风中心的移动速度),得到未来24小时后台风中心的预测的经纬度坐标信息,以台风中心位置为圆心和预设的半径值(可以设定为现有台风移动路径24小时预报平均误差78km,即半径为78km)做一个台风影响的圆区域;

2、对圆区域进行等分,将24小时圆区域的CD线、EF线上分别60等分(网格边长约为2.6km),得到多个的网格子区域,请参照图4所示;

3、每个网格的交点(网格子区域的顶点)都作为当前台风24小时预报中心位置,EF线有上的60个交点,即台风移向有60种台风的预测移动路径;沿 AD方向移动的台风,其中心移动速度也分为60种台风的预测移动路径,移向和移速的组合,共有约2700场的可能台风;对每条预测移动路径上的台风,都有一确定的台风路径,通过内插算法得到该场台风每隔十五分钟的台风中心位置、近中心最大风速等参数,即可得到每场台风包括97个时间序列的台风参数,设其中一组台风参数为Δα,ΔW,ΔV以及经纬度ΔN和ΔE,则在查找数据库时,应该依据以下方法进行查找和插值计算:

(1)、移动方向

若Δα>348.75°或Δα<=11.25°,则α=0°;

若11.25°<Δα<=33.75°,则α=22.5°;

若33.75°<Δα<=56.25°,则α=45°;

若213.75°<Δα<=236.25°,则α=225°;

若236.25°<Δα<=258.75°,则α=247.5°;

若258.75°<Δα<=281.25°,则α=270°;

若281.25°<Δα<=303.75°,则α=292.25°;

若303.75°<Δα<=326.25°,则α=315°;

若326.25°<Δα<=348.75°,则α=337.5°;

(2)、移动速度

若0.05°/h<=ΔV<=0.15°/h,则取V1=0.05°/h,V2=0.15°/h;

若0.15°/h<ΔV<=0.25°/h,则取V1=0.15°/h,V2=0.25°/h;

若0.25°/h<ΔV<=0.35°/h,则取V1=0.25°/h,V2=0.35°/h;

若0.35°/h<ΔV<=0.45°/h,则取V1=0.35°/h,V2=0.45°/h;

(3)、最大风速

若25m/s<=ΔW<=30m/s,则取W1=25m/s,W2=30m/s;

若30m/s<ΔW<=35m/s,则取W1=30m/s,W2=35m/s;

若35m/s<ΔW<=40m/s,则取W1=35m/s,W2=40m/s;

若40m/s<ΔW<=45m/s,则取W1=40m/s,W2=45m/s;

若45m/s<ΔW<=50m/s,则取W1=45m/s,W2=50m/s;

若50m/s<ΔW<=55m/s,则取W1=50m/s,W2=55m/s;

若55m/s<ΔW<=60m/s,则取W1=55m/s,W2=60m/s;

若60m/s<ΔW<=65m/s,则取W1=60m/s,W2=65m/s;

若65m/s<ΔW<=70m/s,则取W1=65m/s,W2=70m/s;

(4)、中心位置

选取网格的交点(N、E)距离最近的4个规则网格点的经纬度,记为(E1, N1)、(E1,N2)、(E2,N1)和(E2,N2);

(5)对以上台风参数进行组合,有(台风移动路径)1×(移动速度)2× (近中心最大风速)2×(中心位置)4总共16种组合台风增水数列:

①利用最近4个规则网格点的台风增水数列,采用反距离加权法插值得到目标中心位置(ΔE,ΔN)的台风增水数列,共4种组合,分别是W1V1、W1V2、 W2V1和W2V2;

②将W1V1和W1V2的台风增水数列线性插值得到W1ΔV的台风增水数列;将W2V1和W2V2的台风增水数列线性插值得到W2ΔV的台风增水数列;

③最终将W1ΔV和W2ΔV的台风增水数列线性插值得到ΔWΔV的台风增水数列,即为台风参数Δα,ΔW,ΔV以及经纬度ΔN和ΔE的沿岸增水数列;

通过上述方法,根据所述本地信息数据库和台风信息,按照预设时间间隔获取所述第一时间内台风从当前台风中心所在位置沿着每一条预测移动路径移动过程中台风中心所在的经纬度坐标对应的风暴增水数据。

综上所述,本发明通过当前台风的预测信息,能够得到第一时间后的台风中心所处的圆区域,通过将圆区域划分为若干个网格子区域,并根据所有所述网格子区域的顶点所在的经纬度坐标和当前台风信息,得到当前台风的多条预测移动路径,根据事先预设好的本地信息数据库,按照预设时间间隔获取所述第一时间内台风从当前台风中心所在位置沿着每一条预测移动路径移动过程中台风中心所在的经纬度坐标对应的风暴增水数据,通过上述方法,将台风中心所处的圆区域进行细分为若干个网格子区域,并根据当前台风信息,得到台风可能移动的多条移动路径,并按照预设时间间隔获取所述第一时间内,每一条预测移动路径上台风中心所处于的经纬度坐标对应的风暴增水数据,提高了每一条预测移动路径上台风风暴增水预测的精确度;相对于现有的5条路径预测的方法,本发明对第一时间后台风中心所处的圆区域进行细分,得到当前台风的多条预测移动路径(由于网格子区域的顶点数大于5个,故移动路径大于5 条),能够对台风的多条移动路径的台风风暴增水进行快速预测,满足风暴潮精细化预报和政府防灾决策的需求,同时对本地信息数据库通过离线的方式直接获取数据,能够缩短数据获取过程所需要的时间,提高了数据获取效率。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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