基于KD树的非结构网格地球系统模式观测稀疏化方法技术方案

本发明专利技术公开了基于KD树的非结构网格地球系统模式观测稀疏化方法，包括：获取观测位置和模式网格位置数据并进行预处理；初始化模式网格；构建KD树；针对观测的经纬度位置，查找KD树中与之距离在指定范围内的模式网格中心点，得到L个模式网格中心点；根据模式网格中心点和模式网格中心点与顶点的对应关系，获取模式网格顶点的位置；根据模式网格顶点的位置，保留距模式网格中心点最近的观测，执行上一步直到循环完成，执行下一步；遍历模式网格保留观测序号的存储数组，其保存的观测序号为稀疏化保留的观测序号。本发明专利技术与传统的穷举法比，加速效果显著，能够剔除模式网格外的观测，且能够有效去除观测冗余信息。够有效去除观测冗余信息。够有效去除观测冗余信息。

【技术实现步骤摘要】
基于KD树的非结构网格地球系统模式观测稀疏化方法


[0001]本专利技术属于计算机和气象、海洋的交叉
，尤其涉及基于KD树的非结构网格地球系统模式观测稀疏化方法。

技术介绍

[0002]地球系统模式采用数值模拟的手段预报地球未来的大气、海洋、海冰、陆面等演变状态，对气候变化、防灾减灾、经济活动等具有重要意义。地球系统模式的预报效果依赖于初始场的质量，资料同化能够将模式背景场与观测资料相融合，从而改进初始场。为确保资料同化的有效性，当观测的空间分布相较于模式格点更为密集时，需要采用观测稀疏化方法去除观测冗余信息和观测误差相关性。
[0003]观测稀疏化方法在每个模式网格中保留至多一个观测，排除冗余观测和位于模式格点之外的观测。对于规则结构网格，模式网格采用二维数组方式存储，模式网格在东西方向和南北方向以等间距分布，能够高效实现观测稀疏化。对于非结构网格，模式网格采用一维数组方式存储，模式网格是无序排列的，目前的高效观测稀疏化方法还很少。然而，非结构网格地球系统模式能够灵活地贴合复杂不规则几何形状的岸线和陡峭的底部地形，且能够针对重点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于KD树的非结构网格地球系统模式观测稀疏化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取获取M个观测位置和N个模式网格位置数据，并对数据进行预处理；S2：初始化模式网格保留观测序号的存储数组NE
j
＝
‑
1(j＝1,
…
,N)和模式网格保留观测的距离数组Nd
j
＝
‑
1(j＝1,
…
,N)；S3：根据模式网格中心点E
j
(j＝1,
…
,N)的经纬度位置构建KD树T；S4：针对观测的经纬度位置查找KD树T中与之距离在指定范围h内的模式网格中心点，得到L个模式网格中心点E
l
(l＝1,
…
,L)；S5：根据模式网格中心点E
l
和模式网格中心点与P个顶点的对应关系R
lp
(p＝1,
…
,P)，获取模式网格顶点的位置S6：根据模式网格顶点的位置判断观测是否位于模式网格中心点E
l
所对应的模式网格G
l
中，若是则计算观测位置与模式网格中心点E
l
位置的距离d：若NE
l
<0则令NE
l
＝i且Nd
l
＝d，否则判断d与Nd
l
的大小，若d<Nd
l
则令NE
l
＝i且Nd
l
＝d；否则循环到l+1执行第S5步，直到l＝1,
…
,L循环完成，执行第S7步；S7：循环到i+1执行S4步，直到i＝1,
…
,M循环完成，执行第S8步；S8：遍历模式网格保留观测序号的存储数组NE
j
(j＝1,
…
,N)，NE
j
>0中保存的观测序号即为观测稀疏化后保留的观测序号。2.根据权利要求1所述的基于KD树的非结构网格地球系统模式观测稀疏化方法，其特征在于，获取观测位置和模式网格位置数据包括：读取观测模式网格位置数据包括：读取观测的经纬度位置模式网格G
j
中心点E
j
(j＝1,
…
,N)的经纬度位置模式网格顶点N
k
(k＝1,
…
,K)的经纬度位置(lon
k
,lat
k
)，以及模式网格中心点与顶点的对应关系R
jp
(j＝1,
…...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈妍，曹宇，王辉赞，段博恒，王品强，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：