一种降水过程自动识别方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术提供了一种降水过程自动识别方法、系统、设备及存储介质，包括：基于获取的数值天气预报数据识别各时刻对应的降水中心；基于所述各时刻对应的降水中心所在降水网格进行时间连续性判断，并将时间连续的降水网格作为关联降水网格进行标记；基于标记的关联降水网格和所述降水网格中的历史数据确定所述数值天气预报数据的降水过程。本发明专利技术的技术方案基于数值天气预报数据出发进行时间连续性判断，并结合历史数据确定数值天气预报数据的降水过程，快速准确的识别数值天气预报数据的降水过程。程。程。

【技术实现步骤摘要】
一种降水过程自动识别方法、系统、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及电力气象领域，具体涉及一种降水过程自动识别方法、系统、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]强降雨及降雨所引发的洪涝灾害、地质灾害，严重威胁电网的安全稳定运行。伴随着国家经济社会的发展，电网的建设发展极其迅猛，大容量机组异常运行对电网安全稳定运行的影响更加显著，不同区域电网之间的相互影响和作用不断增强，电网运行呈现出一体化的特征，各类先进技术和设备的大量应用使电网运行特性更加复杂。在上述两方面因素的综合影响下，电网防汛的压力、挑战和风险不断增大，各类灾害对电网造成的破坏及由此引发的损失和后果也愈发严重。因此，电网防汛一直是电力应急体系建设的重点任务之一。
[0003]基于数值天气预报实时结果，通过对未来一段时间降水预报数据的客观定量分析，快速识别未来一段时间的强降雨过程，并评估其持续时间、主要影响区域及综合强度，是电网防汛气象服务工作的重要基础前提，对电网防灾减灾，提前工作部署和预警提供了依据。
[0004]在对降水过程的识别标准和筛选方法方面，气象部门已经做了大量工作，如在降水量等级方面，有降水量等级国标(GB/T 28592
‑
2012)规定了小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨等降水等级的12和24小时累计雨量划分标准。同时各个气象研究机构、气象部门和区域气象中心业务和研究人员出于业务和研究需要，针对当地的气候特点、降水特点，分别研究和制定了适用于不同地区的降水过程筛选方法，如胡亮等(2007)以两广地区45个站点代表华南，只要有一个站发生暴雨(24小时雨量50毫米)就认定这天为华南暴雨日，将华南暴雨日连续达到或超过5天且暴雨累积站次超过20，定义为持续性暴雨过程；张娇(2012)定义淮河流域持续性强降水过程时指出连续5天每天都至少有1个站出现≥50mm的降水；王黎娟等(2014)对江淮流域持续性强降水过程的选取标准为同时满足以下条件：江淮流域(110～125
°
E，27.5～35
°
N)区域91个站点平均日降水量≥15mm且持续时间≥7天；该区域单站日降水量≥25mm的站数超过20个且≥50mm的站数超过3个。陈艳秋(2006)基于日值降水资料，选取平均降水量、降水强度极值以及覆盖范围3个指标建立基于距离函数的辽宁省区域性暴雨过程快速评估模型；袭祝香(2008)利用暴雨平均降水量、区域最大日降水量和暴雨范围3个指标定义了吉林暴雨过程综合评估指数并进行等级划分。
[0005]上述研究文章，多数的研究和讨论都是从基于气象站实际观测的降水量出发，多属于事后研究和验证，不能准确预估未来降水过程。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术多数的研究和讨论都是从基于气象站实际观测的降水量出发属于事后诸葛，不能准确的识别降水过程的问题，本专利技术提出了一种降水过程自动识别方
法，包括：
[0007]基于获取的数值天气预报数据识别各时刻对应的降水中心；
[0008]基于所述各时刻对应的降水中心所在降水网格进行时间连续性判断，并将时间连续的降水网格作为关联降水网格进行标记；
[0009]基于标记的关联降水网格和所述降水网格中的历史数据确定所述数值天气预报数据的降水过程。
[0010]优选的，所述基于获取的数值天气预报数据识别各时刻对应的降水中心，包括：
[0011]逐格点计算各时刻在设定的时间窗口内的累计降水量值；
[0012]针对每个时间窗口内的数据，将设定的分析区域划分为经度、纬度间距相等的矩形网格，并计算每个网格在各时刻的降水量的面积平均值；
[0013]从所述各时刻的降水量的面积平均值中挑选出每个时刻对应的最大降水量的面积平均值；
[0014]将每个时刻对应的最大降水量的面积平均值所在的网格，作为各时刻对应的降水中心。
[0015]优选的，所述降水量的面积平均值按下式计算：
[0016][0017]其中，dx和dy代表每个网格点的长、宽值，lat,lon分别代表二维格点降水数据的纬度、经度维，RainArea为降水量的面积平均值。
[0018]优选的，所述基于所述各时刻对应的降水中心所在降水网格进行时间连续性判断，并将时间连续的降水网格作为关联降水网格进行标记，包括：
[0019]从设定的第一个时间窗口开始依次按时间顺序进行判别，遍历当前选定时段的每一个降水中心所在降水网格，比较下一个时段的降水网格和当前选定的降水网格是否有相邻或重叠，若相邻或重叠则视为同一个降水系统，对相邻时段的两个降水网格做相同标记，否则不为同一个降水系统，不做相同标记。
[0020]优选的，所述基于标记的关联降水网格和所述降水网格中的历史数据确定所述数值天气预报数据的降水过程，包括：
[0021]计算标记的关联降水网格在所述降水网格中的历史数据中对应的百分位数；
[0022]基于在所述降水网格中的历史数据中对应的百分位数对降水系统的强度和影响范围进行判断；
[0023]将拥有相同标记的所有关联降水网格按时间顺序进行排序，提取第一个标记和最后一个标记所在的时段，分别作为起始时间；
[0024]由所述起始时间得到所述数据天气预报数据的持续时间。
[0025]优选的，所述基于在所述降水网格中的历史数据中对应的百分位数对降水系统的强度和影响范围进行判断，包括：
[0026]按时间顺序将拥有同一个标签的降水网格进行排序，并提取第一个标记的降水网格所在的时段的开始时间和最后一个标记的降水网格所在的时段的结束时间作为降水过程的起始时间；
[0027]将拥有同一个标签的降水网格中，对每一个时段的关联降水网格求并集，得到降
水过程的所有影响降水网格，由降水过程的所有影响降水网格的经纬度得到所述降水过程的影响范围；
[0028]由降水过程中每个关联降水网格在降水起止时间内对应的百分位数确定所述降水过程的强度。
[0029]优选的，所述由降水过程中每个关联降水网格在降水起止时间内对应的百分位数确定所述降水过程的强度，包括：
[0030]计算每个关联降水网格在降水起止时间内每个时段降水对应的百分位数的和，作为所述关联降水网格的强度值；
[0031]对每个关联降水网格的强度值求面积平均值；
[0032]由降水过程中所有时段中的关联降水网格的面积平均值组成降水过程的面积平均值集合，对所述面积平局值集合求平均值，得到所述降水过程的强度。
[0033]再一方面，本专利技术还提供了一种降水过程自动识别系统，包括：
[0034]中心确定模块，用于基于获取的数值天气预报数据识别各时刻对应的降水中心；
[0035]标记模块，用于基于所述各时刻对应的降水中心所在降水网格进行时间连续性判断，并将时间连续的降水网格作为关联降水网格进行标记；
[0036]过程识别模块，用于基于标记的关联降水网格和所述降水网格中的历史数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降水过程自动识别方法，其特征在于，包括：基于获取的数值天气预报数据识别各时刻对应的降水中心；基于所述各时刻对应的降水中心所在降水网格进行时间连续性判断，并将时间连续的降水网格作为关联降水网格进行标记；基于标记的关联降水网格和所述降水网格中的历史数据确定所述数值天气预报数据的降水过程。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于获取的数值天气预报数据识别各时刻对应的降水中心，包括：逐格点计算各时刻在设定的时间窗口内的累计降水量值；针对每个时间窗口内的数据，将设定的分析区域划分为经度、纬度间距相等的矩形网格，并计算每个网格在各时刻的降水量的面积平均值；从所述各时刻的降水量的面积平均值中挑选出每个时刻对应的最大降水量的面积平均值；将每个时刻对应的最大降水量的面积平均值所在的网格，作为各时刻对应的降水中心。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述降水量的面积平均值按下式计算：其中，dx和dy代表每个网格点的长、宽值，lat,lon分别代表二维格点降水数据的纬度、经度维，RainArea代表降水量的面积平均值。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述各时刻对应的降水中心所在降水网格进行时间连续性判断，并将时间连续的降水网格作为关联降水网格进行标记，包括：从设定的第一个时间窗口开始依次按时间顺序进行判别，遍历当前选定时段的每一个降水中心所在降水网格，比较下一个时段的降水网格和当前选定的降水网格是否有相邻或重叠，若相邻或重叠则视为同一个降水系统，对相邻时段的两个降水网格做相同标记，否则不为同一个降水系统，不做相同标记。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于标记的关联降水网格和所述降水网格中的历史数据确定所述数值天气预报数据的降水过程，包括：计算标记的关联降水网格在所述降水网格中的历史数据中对应的百分位数；基于在所述降水网格中的历史数据中对应的百分位数对降水系统的强度和影响范围进行判断；将拥有相同标记的所有关联降水网格按时间顺序进行排序，提取第一个标记和最后一个标记所在的时段，分别作为起始时间；由所述起始时间得到所述数据天气预报数据的持续时间。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于在所述降水网格中的历史数据中对应的百分...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓琳，王勃，靳双龙，冯双磊，宋宗朋，滑申冰，胡菊，马振强，郭于阳，甄妍，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：