跨网络模块化多源多要素海浪实况分析系统技术方案

本发明专利技术公开了一种跨网络模块化多源多要素海浪实况分析系统，包括：数据采集模块，用于从不同局域网收集海浪实况分析所需的多要素数据；数据预处理模块，用于采用客观方法进行质量控制，并根据观测终端的性能以及大量历史数据实测对比结果得到数据可信度等级；风场多级融合模块，用于根据数据可信度等级对风场进行多次融合得到融合风场；海浪模拟计算模块，用于以融合风场为驱动模拟计算产生海浪数值分析场；浪场多级融合模块，用于根据数据可信度等级对浪场进行多次融合得到海浪实况分析场并生成产品；有效降低了系统的刚性，为关键算法的升级改进带来了便利，且允许系统获得多源资料，有效扩展了数据的丰富程度。有效扩展了数据的丰富程度。有效扩展了数据的丰富程度。

【技术实现步骤摘要】
跨网络模块化多源多要素海浪实况分析系统


[0001]本专利技术涉及海浪要素实况分析
，具体涉及一种跨网络模块化多源多要素海浪实况分析系统。

技术介绍

[0002]海浪要素的实况分析是气象和海洋预报中非常重要的工作。该工作的主要任务是利用现场观测、卫星遥感及数值分析等途径获取的气象
‑
水文资料对近实时(分析操作的最近6小时以内)海浪要素的空间分布状况进行分析。分析结果通常为实况分析图，具体包括有效波高、波向及周期等要素的空间分布信息。
[0003]该工作最早几乎全部靠人力完成：人工抄送、收集和整理各类气象和海洋观测报文，预报员结合气象
‑
海洋知识综合判断并手工绘出实况分析图，产品通常为纸质图。目前该工作普遍采用人机交互方式完成：计算机收集和整理各类报文以及数值分析结果等，预报员综合判断各种数据形成分析意见再借助人机交互系统提供的绘图功能完成实况分析图，产品通常为要素等高线和其它标记的矢量文件。
[0004]靠人力完成海浪的实况分析不仅费时费力，最重要的是存在以下缺点：分析精度仍停留在定性级别；手工绘图存在较大任意性；产品不满足数字化应用需求。人机交互式系统的应用大大降低了人力成本，提高了产品精度，实现了产品的数字化。然而人机交互系统仍然存在以下缺点：产品制作过程仍然存在较大主观性；产品为矢量化曲线不支持网格化应用；系统刚性较强不利于新技术整合应用。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术实施例提供一种跨网络模块化多源多要素海浪实况分析系统，以解决现有技术存在的产品制作过程仍然存在较大主观性；产品为矢量化曲线不支持网格化应用；系统刚性较强不利于新技术整合应用的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0007]一种跨网络模块化多源多要素海浪实况分析系统，所述系统为框架式结构运行于分布式环境上，包括：
[0008]数据采集模块，用于从不同局域网收集海浪实况分析所需的多要素数据；
[0009]数据预处理模块，用于采用客观方法进行质量控制，并根据观测终端的性能以及大量历史数据实测对比结果得到数据可信度等级；
[0010]风场多级融合模块，用于根据所述数据可信度等级对风场进行多次融合得到融合风场；
[0011]海浪模拟计算模块，用于以所述融合风场为驱动模拟计算产生海浪数值分析场；
[0012]浪场多级融合模块，用于根据所述数据可信度等级对浪场进行多次融合得到海浪实况分析场并生成产品；
[0013]其中，所述风场多级融合模块、所述海浪模拟计算模块和所述海浪模拟计算模块
部署在主节点上，所述数据采集模块根据实际需求部署在多个副节点上。
[0014]作为优选，所述数据采集模块支持FTP网络接入协议、CIFS网络接入协议、NFS网络接入协议和网络爬虫。
[0015]作为优选，所述数据预处理模块包括解析分类模块、质量控制模块和数据分级模块，所述解析分类模块用于将收集到的所述多要素数据文件解码并按要素分类；所述质量控制模块用于检查所述多要素数据文件完整性、内容质量控制旗和要素量程的合理性；所述数据分级模块用于给不同来源和不同传感器分配优先级。
[0016]作为优选，所述质量控制模块在进行质量控制时针对传感器零点漂移的数据异常情况采用水文气象资料通过偏离守恒律程度综合判断。
[0017]作为优选，所述数据预处理模块还包括人工干预模块，用于修改数据传输设置、屏蔽异常数据和补算。
[0018]作为优选，所述风场多级融合模块在融合风场时采用双辛格函数插值法。
[0019]作为优选，所述数据预处理模块在数据可信度等级分级时，数值分析资料 <卫星遥感资料<开源观测资料<自主观测资料。
[0020]作为优选，所述海浪模拟计算模块在产生海浪数值分析场时采用逐步订正法。
[0021]作为优选，所述海浪模拟计算模块采用第三代海浪谱模式 WAVEWATCHIII。
[0022]作为优选，所述海浪模拟计算模块在模拟远场涌浪生成和传播过程时采用全球至中国近海多重嵌套网格和热启动技术。
[0023]本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术提供一种跨网络模块化多源多要素海浪实况分析系统，系统为框架式结构运行于分布式环境上，包括：数据采集模块，用于从不同局域网收集海浪实况分析所需的多要素数据；数据预处理模块，用于采用客观方法进行质量控制，并根据观测终端的性能以及大量历史数据实测对比结果得到数据可信度等级；风场多级融合模块，用于根据数据可信度等级对风场进行多次融合得到融合风场；海浪模拟计算模块，用于以融合风场为驱动模拟计算产生海浪数值分析场；浪场多级融合模块，用于根据数据可信度等级对浪场进行多次融合得到海浪实况分析场并生成产品；其中，风场多级融合模块、海浪模拟计算模块和海浪模拟计算模块部署在主节点上，数据采集模块根据实际需求部署在多个副节点上，有效降低了系统的刚性，为关键算法的升级改进带来了便利，将数据获取模块与融合算法模块分离，允许系统获得多源资料，有效扩展了数据的丰富程度。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明现有技术以及本专利技术，下面将对现有技术以及本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的附图。
[0025]本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。
[0026]图1为本专利技术实施例提供的一种跨网络模块化多源多要素海浪实况分析系统结构示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例提供的各类数据有限使用的分布范围示意图；
[0028]图3为本专利技术实施例提供的计算和网络的拓扑结构示意图；
[0029]图4为本专利技术实施例提供的海浪客观分析系统业务流程图；
[0030]图5为本专利技术实施例提供的实况分析效果评价分区。
[0031]附图标记说明：
[0032]1‑
自主观测数据和韩国气象厅数据；2
‑
日本气象厅和中国台湾地区气象事务主管机构数据；3
‑
卫星遥感数据。
具体实施方式
[0033]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0034]在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跨网络模块化多源多要素海浪实况分析系统，其特征在于，所述系统为框架式结构运行于分布式环境上，包括：数据采集模块，用于从不同局域网收集海浪实况分析所需的多要素数据；数据预处理模块，用于采用客观方法进行质量控制，并根据观测终端的性能以及大量历史数据实测对比结果得到数据可信度等级；风场多级融合模块，用于根据所述数据可信度等级对风场进行多次融合得到融合风场；海浪模拟计算模块，用于以所述融合风场为驱动模拟计算产生海浪数值分析场；浪场多级融合模块，用于根据所述数据可信度等级对浪场进行多次融合得到海浪实况分析场并生成产品；其中，所述风场多级融合模块、所述海浪模拟计算模块和所述海浪模拟计算模块部署在主节点上，所述数据采集模块根据实际需求部署在多个副节点上。2.根据权利要求1所述的跨网络模块化多源多要素海浪实况分析系统，其特征在于，所述数据采集模块支持FTP网络接入协议、CIFS网络接入协议、NFS网络接入协议和网络爬虫。3.根据权利要求1所述的跨网络模块化多源多要素海浪实况分析系统，其特征在于，所述数据预处理模块包括解析分类模块、质量控制模块和数据分级模块，所述解析分类模块用于将收集到的所述多要素数据文件解码并按要素分类；所述质量控制模块用于检查所述多要素数据文件完整性、内容质量控制旗和要素量程的合理性；所述数据分级模块用于给不同来源和不同传感器分...

【专利技术属性】
技术研发人员：高志一，蔡靖泽，揣天宝，王斌，苏博，卢勇夺，蔡文博，
申请(专利权)人：国家海洋环境预报中心，
类型：发明
国别省市：