1.一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的氣象強(qiáng)對(duì)流天氣的智能預(yù)警方法,其特征在于包括:
利用基于機(jī)器學(xué)習(xí)方法對(duì)當(dāng)前分析區(qū)域的氣象歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行回朔及數(shù)據(jù)回推,確定當(dāng)前定點(diǎn)區(qū)域氣象災(zāi)害預(yù)警閥值Y;
接收當(dāng)前分析區(qū)域的實(shí)時(shí)氣象基本數(shù)據(jù),所述實(shí)時(shí)氣象基本數(shù)據(jù)包含閃電定位數(shù)據(jù)、大氣電場(chǎng)數(shù)據(jù)、自動(dòng)站氣象要素實(shí)況數(shù)據(jù)、氣象雷達(dá)基數(shù)據(jù);
對(duì)接收的實(shí)時(shí)氣象基本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,通過(guò)實(shí)時(shí)氣象基本數(shù)據(jù)中所含有的定位數(shù)據(jù),對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生區(qū)域進(jìn)行定位和分區(qū),從而確定該強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)警信息發(fā)布區(qū)域;
根據(jù)獲得的實(shí)時(shí)氣象基本數(shù)據(jù),綜合判斷當(dāng)前分析區(qū)域的實(shí)時(shí)氣象綜合數(shù)據(jù)R,并與所述設(shè)定的預(yù)警閾值Y進(jìn)行比較,根據(jù)比較值大小確定是否進(jìn)行強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)警;具體步驟如下:
1.1 設(shè)定需要分析的區(qū)域;根據(jù)設(shè)定的分析區(qū)域,提取已經(jīng)獲得的該區(qū)域的實(shí)時(shí)氣象基本數(shù)據(jù)數(shù)據(jù);
1.3分析當(dāng)前區(qū)域的實(shí)時(shí)雷達(dá)回波強(qiáng)度數(shù)據(jù),將雷達(dá)回波強(qiáng)度數(shù)值設(shè)置為X1;當(dāng)前季節(jié)時(shí)間設(shè)置為X2;分析大氣場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù),將其數(shù)值設(shè)置為X3;分析閃電落點(diǎn),設(shè)置為數(shù)據(jù)X4;分析當(dāng)前區(qū)域的風(fēng)力,將其數(shù)值設(shè)置為X5;分析當(dāng)前區(qū)域降水?dāng)?shù)據(jù),將其數(shù)值設(shè)置為X6;
1.4 根據(jù)預(yù)先設(shè)定的權(quán)重,分別為:雷達(dá)回波強(qiáng)度W1、季節(jié)時(shí)間W2、大氣場(chǎng)強(qiáng)W3、閃電落點(diǎn)W4、風(fēng)力W5、降水W6,與上述1.3中得到的數(shù)據(jù),進(jìn)行加權(quán)計(jì)算得到當(dāng)前分析區(qū)域的實(shí)時(shí)氣象綜合數(shù)據(jù)R,其公式為R=X1*W1+ X2*W2+ X3*W3+ X4*W4+ X5*W5+ X6*W6;
1.5 將上述得到的實(shí)時(shí)氣象綜合數(shù)據(jù)R,與設(shè)定的預(yù)警閾值Y進(jìn)行比對(duì);當(dāng)R≥Y時(shí),發(fā)出預(yù)警信息,否則不發(fā)出預(yù)警信息;所述預(yù)警閾值,是根據(jù)各區(qū)域氣象站的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷的,預(yù)警閾值的計(jì)算方法如下:
分區(qū)域按該區(qū)域不同歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)分析;首先,根據(jù)歷史強(qiáng)對(duì)流氣象數(shù)據(jù),通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí),得到一個(gè)強(qiáng)對(duì)流天氣的預(yù)警初始閥值Y;其次根據(jù)最近一次或多次強(qiáng)對(duì)流氣象數(shù)據(jù)對(duì)初始預(yù)警初始閥值Y進(jìn)行人工修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器學(xué)習(xí)的氣象強(qiáng)對(duì)流天氣的智能預(yù)警方法,其特征在于所述歷史強(qiáng)對(duì)流氣象數(shù)據(jù)是指該區(qū)域氣象站建站以來(lái)且有記錄的歷史氣象數(shù)據(jù),包括雷雨大風(fēng)、冰雹、龍卷風(fēng)、局部強(qiáng)降雨等數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器學(xué)習(xí)的氣象強(qiáng)對(duì)流天氣的智能預(yù)警方法,其特征在于,步驟1.5對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的預(yù)警初始閥值Y進(jìn)行人工修正的過(guò)程中,時(shí)間越靠后的歷史數(shù)據(jù),參考價(jià)值和權(quán)重越大;最接近目前的一次或者若干次強(qiáng)對(duì)流天氣綜合氣象參數(shù)R超過(guò)預(yù)警閥值Y并顯示有強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生,如果事實(shí)并沒(méi)有發(fā)生,則相應(yīng)提高閥值,否則降低閥值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器學(xué)習(xí)的氣象強(qiáng)對(duì)流天氣的智能預(yù)警方法,其特征在于,所述的氣象雷達(dá)基數(shù)據(jù),需要通過(guò)雷達(dá)外推算法,對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域、數(shù)據(jù)格點(diǎn)化處理;所述雷達(dá)外推算法是定量降雨估計(jì)、雷達(dá)回波追蹤、時(shí)間外推算法中的一種或者多種;
所述定量降雨估計(jì)是透過(guò)關(guān)系式Z=a*r*b求得;所述關(guān)系式中參數(shù)Z為雷達(dá)發(fā)射率,參數(shù)r為降雨率,參數(shù)a是自動(dòng)雨量器數(shù)據(jù),b是海拔2公里等高雷達(dá)反射率,以線性回歸法實(shí)時(shí)校正;所述定量降雨估計(jì),在降雨剛開始或雨量器數(shù)據(jù)不足的情況下進(jìn)行估計(jì),a、b 參數(shù)采用合符本地氣候的默認(rèn)值;
所述雷達(dá)回波追蹤采用多尺度光流變分法,以捕捉雨區(qū)的多尺度運(yùn)動(dòng);所述多尺度光流變分法為:客觀地分析雨區(qū)運(yùn)動(dòng)的多重尺度,把相關(guān)的雷達(dá)反射率數(shù)據(jù),以不同的分辨率,共分7層級(jí)進(jìn)行光流分析,從低至高分辨率即對(duì)應(yīng)尺度從大至小,逐一解出相應(yīng)的光流場(chǎng);
所述時(shí)間外推算法主要是采用半拉格朗日平流方案,具體是指:對(duì)足量的氣象歷史數(shù)據(jù)采用半拉格朗日平流算法,并進(jìn)行數(shù)據(jù)內(nèi)插,計(jì)算出該地區(qū)在設(shè)定時(shí)間段的強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生概率;所述雷達(dá)外推算法在時(shí)間外推中,考慮到用戶個(gè)人化預(yù)報(bào)服務(wù)的需要,只選取首兩小時(shí)準(zhǔn)確度較高的預(yù)報(bào)資料;
所述數(shù)據(jù)格點(diǎn)化處理對(duì)雷達(dá)基數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,對(duì)線性插值或者非線性插值方法得出該區(qū)域的格點(diǎn)化數(shù)據(jù);所述雷達(dá)基數(shù)據(jù)線性插值方法適用于不受外界特定障礙物影響的區(qū)域,得出較準(zhǔn)確的格點(diǎn)化數(shù)據(jù),否則,根據(jù)該區(qū)域障礙物影響大小動(dòng)態(tài)調(diào)整非線性插值的參數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的基于機(jī)器學(xué)習(xí)的氣象強(qiáng)對(duì)流天氣的智能預(yù)警方法,其特征在于,所述雷達(dá)回波追蹤還包括雷達(dá)基數(shù)據(jù)分析,并因此得出雷達(dá)回波強(qiáng)度dBZ值,并根據(jù)雷達(dá)回波的強(qiáng)度及移動(dòng)趨勢(shì)對(duì)該區(qū)域的影響設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)值X1;所述dBZ值為用來(lái)估算降雨和降雪強(qiáng)度及預(yù)測(cè)冰雹或大風(fēng)災(zāi)害性天氣出現(xiàn)的可能性;dBZ值越大降雨或降雪可能性越大,強(qiáng)度也越強(qiáng);當(dāng)dBZ值大于或等于40dBZ時(shí),出現(xiàn)雷雨天氣的可能性較大,當(dāng)dBZ值在45dBZ或以上時(shí),出現(xiàn)暴雨、冰雹、大風(fēng)強(qiáng)對(duì)流天氣的可能性較大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器學(xué)習(xí)的氣象強(qiáng)對(duì)流天氣的智能預(yù)警方法,其特征在于,所述季節(jié)時(shí)間參數(shù)的設(shè)置方法,是通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)的方法,對(duì)該區(qū)域歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷,得出強(qiáng)對(duì)流天氣不同季節(jié)的變化情況,得到大氣場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)數(shù)值X2,其中,夏季強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生頻率較高,則相應(yīng)設(shè)定加權(quán)數(shù)值應(yīng)占比較高;
所述大氣場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)加權(quán)值的設(shè)置方法,是根據(jù)來(lái)自大氣電場(chǎng)儀以及用于檢驗(yàn)大氣電場(chǎng)儀預(yù)警信息的雷電監(jiān)測(cè)設(shè)備的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù),生成強(qiáng)對(duì)流業(yè)務(wù)可用的場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù),最終得到大氣場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)數(shù)值X3;
所述閃電落點(diǎn)參數(shù)的設(shè)置方法,是根據(jù)采集來(lái)自大氣電場(chǎng)儀以及用于檢驗(yàn)大氣電場(chǎng)儀預(yù)警信息的雷電落區(qū)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的各類氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理,生成強(qiáng)對(duì)流業(yè)務(wù)可用的雷電落區(qū)數(shù)據(jù),最終得到閃電落點(diǎn)的數(shù)值X4;
所述風(fēng)力數(shù)據(jù)的設(shè)置方法,是根據(jù)該區(qū)域自動(dòng)站監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)風(fēng)力數(shù)據(jù),根據(jù)檢測(cè)到的風(fēng)力數(shù)據(jù)大小最終得到風(fēng)力數(shù)據(jù)的數(shù)值X5;
所述降水?dāng)?shù)據(jù)的設(shè)置方法,是根據(jù)該區(qū)域自動(dòng)站監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù),根據(jù)檢測(cè)到的降水?dāng)?shù)據(jù)大小,最終得到降水?dāng)?shù)據(jù)的的數(shù)值X6。