一种基于最短距离匹配的台风路径段相似匹配方法及设备组成比例

本发明专利技术公开了一种基于最短距离匹配的台风路径段相似匹配方法及设备。该方法包括获取当前台风数据、多个历史台风数据和匹配参数，基于当前台风数据提取待匹配点的时间和坐标，计算每一历史台风的每段历史台风路径段与待匹配点的最短距离及最近点，将与最小的最近距离对应的最近点筛选输出；对当前台风与多个历史台风分别往回计算获得多对匹配点，基于最短匹配距离对每对匹配点进行相似度计算，计算每一历史台风与当前台风之间的多对匹配点的相似度平均数，并作为该历史台风与当前台风的相似度输出。本发明专利技术有效地提高相似台风的识别准确性，在一定程度上提升预报人员进行台风分析的效率，提高防灾减灾业务水平。提高防灾减灾业务水平。提高防灾减灾业务水平。

【技术实现步骤摘要】
一种基于最短距离匹配的台风路径段相似匹配方法及设备


[0001]本专利技术涉及台风分析
，具体涉及一种基于最短距离匹配的台风路径段相似匹配方法及设备。

技术介绍

[0002]台风是影响我国东南沿海地区的主要灾害性天气系统之一，每年约有7个台风登录我国，造成较严重的影响，因此，相似台风智能检索为气象决策争取到宝贵的应急处理时间，对于保障人民生命和财产安全具有重要意义。目前，常用的相似台风判定方法有模式距离、余弦距离和欧氏距离等。但都局限于台风本身的观测点进行相似匹配，由于历史台风的观测点的时间间隔通常很大，匹配效果受到数据的限制较大。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种基于最短距离匹配的台风路径段相似匹配方法及设备。
[0004]为实现上述目的，在第一方面，本专利技术提供了一种基于最短距离匹配的台风路径段相似匹配方法，包括：获取当前台风数据和多个历史台风数据，以及用户当前选择的匹配参数；基于所述当前台风数据提取待匹配点的时间和坐标；计算每一历史台风的每段历史台风路径段与待匹配点的最短距离及最近点，并根据所述最近点的坐标以及所述历史台风路径段两端的坐标和时间计算所述最近点对应的时间；对每一历史台风路径段与待匹配点的最近距离进行排序，并获取每一历史台风数据中最小的最近距离对应的历史台风路径段，将与最小的最近距离对应的最近点输出；基于当前选择的匹配参数并根据待匹配点和输出的最近点对当前台风与多个历史台风分别往回计算获得多对匹配点；所述匹配参数包括最短匹配距离，基于所述最短匹配距离对每对匹配点进行相似度计算，具体如下：其中，p为每对匹配点的相似度，其中d为该对匹配点间的距离，dmin是用户设置的最短匹配距离；根据每一历史台风与当前台风之间的多对匹配点的相似度计算平均数，并将计算出的相似度平均数作为该历史台风与当前台风的相似度输出。
[0005]进一步的，所述匹配参数为匹配时间参数，所述匹配时间参数包括最大时间长度
和时间间隔，计算获得多对匹配点的方式如下：基于用户设置的时间间隔对所述待匹配点和历史台风的最近点分别进行时间线性插值，以获得第一对匹配点的时间，将所述第一对匹配点的时间分别代入到当前台风数据和历史台风数据中，基于坐标线性插值获得第一对匹配点的坐标信息，以此循环，直至超出最大时间长度，或径到达当前台风或历史台风的起点。
[0006]进一步的，所述匹配参数为匹配长度参数，所述匹配长度参数包括最大台风长度和距离间隔，计算获得多对匹配点的方式如下：基于用户设置的距离间隔及待匹配点和历史台风的最近点的时间，分别计算待匹配点和历史台风的最近点所属的台风路径段，基于待匹配点和历史台风的最近点所属的台风路径段的斜率以及待匹配点和历史台风的最近点的坐标，分别向当前台风和历史台风的起始方向回算距离间隔，以获得第一对匹配点的坐标，以此循环，直至超出用户设置的距离最大值或径到达当前台风或历史台风的起点，若当前台风路径段的长度不够，则需要分段计算，在下一台风路径段上继续回退剩余的距离。
[0007]进一步的，所述匹配参数还包括匹配距离半径，在计算出每一历史台风数据中最小的最近距离后，将最小的最近距离大于匹配距离半径的历史台风舍弃。
[0008]进一步的，还包括：对所有历史台风与当前台风的相似度由大到小进行排序输出。
[0009]在第二方面，本专利技术提供了一种基于最短距离匹配的台风路径段相似匹配设备，包括：获取模块，用以获取当前台风数据和多个历史台风数据，以及用户当前选择的匹配参数，所述匹配参数包括最短匹配距离；提取模块，用以基于所述当前台风数据提取待匹配点的时间和坐标；最近点计算模块，用以计算每一历史台风的每段历史台风路径段与待匹配点的最短距离及最近点，并根据所述最近点的坐标以及所述历史台风路径段两端的坐标和时间计算所述最近点对应的时间；最近点筛选模块，用以对每一历史台风路径段与待匹配点的最近距离进行排序，并获取每一历史台风数据中最小的最近距离对应的历史台风路径段，将与最小的最近距离对应的最近点输出；匹配点生成模块，用以基于当前选择的匹配参数并根据待匹配点和输出的最近点对当前台风与多个历史台风分别往回计算获得多对匹配点；匹配点相似度计算模块，用以基于最短匹配距离对每对匹配点进行相似度计算，具体如下：其中，p为每对匹配点的相似度，其中d为该对匹配点间的距离，dmin是用户设置的最短匹配距离；台风相似度计算输出模块，用以根据每一历史台风与当前台风之间的多对匹配点
的相似度计算平均数，并将计算出的相似度平均数作为该历史台风与当前台风的相似度输出。
[0010]进一步的，所述匹配参数为匹配时间参数，所述匹配时间参数包括最大时间长度和时间间隔，所述匹配点生成模块计算获得多对匹配点的方式如下：基于用户设置的时间间隔对所述待匹配点和历史台风的最近点分别进行时间线性插值，以获得第一对匹配点的时间，将所述第一对匹配点的时间分别代入到当前台风数据和历史台风数据中，基于坐标线性插值获得第一对匹配点的坐标信息，以此循环，直至超出最大时间长度，或径到达当前台风或历史台风的起点。
[0011]进一步的，所述匹配参数为匹配长度参数，所述匹配长度参数包括最大台风长度和距离间隔，所述匹配点生成模块计算获得多对匹配点的方式如下：基于用户设置的距离间隔及待匹配点和历史台风的最近点的时间，分别计算待匹配点和历史台风的最近点所属的台风路径段，基于待匹配点和历史台风的最近点所属的台风路径段的斜率以及待匹配点和历史台风的最近点的坐标，分别向当前台风和历史台风的起始方向回算距离间隔，以获得第一对匹配点的坐标，以此循环，直至超出用户设置的距离最大值或径到达当前台风或历史台风的起点，若当前台风路径段的长度不够，则需要分段计算，在下一台风路径段上继续回退剩余的距离。
[0012]进一步的，所述匹配参数还包括匹配距离半径，所述最近点筛选模块在计算出每一历史台风数据中最小的最近距离后，将最小的最近距离大于匹配距离半径的历史台风舍弃。
[0013]进一步的，所述台风相似度计算输出模块对所有历史台风与当前台风的相似度由大到小进行排序输出。
[0014]有益效果：本专利技术利用最短距离匹配算法和线性插值算法，可以基于任意台风的任意点进行历史台风匹配，检索历史台风路径中距离待匹配点最近的点，基于最近点进行过去任意时间长度的路径点匹配，并计算相似度，有效地提高相似台风的识别准确性，在一定程度上提升预报人员进行台风分析的效率，提高防灾减灾业务水平。
附图说明
[0015]图1是基于最短距离匹配的台风路径段相似匹配方法的流程示意图；图2是根据匹配长度参数回算出多对匹配点的示意图；图3是基于最短距离匹配的台风路径段相似匹配设备的原理框图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0017]如图1所示，本专利技术实施例提供了一种基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于最短距离匹配的台风路径段相似匹配方法，其特征在于，包括：获取当前台风数据和多个历史台风数据，以及用户当前选择的匹配参数；基于所述当前台风数据提取待匹配点的时间和坐标；计算每一历史台风的每段历史台风路径段与待匹配点的最短距离及最近点，并根据所述最近点的坐标以及所述历史台风路径段两端的坐标和时间计算所述最近点对应的时间；对每一历史台风路径段与待匹配点的最近距离进行排序，并获取每一历史台风数据中最小的最近距离对应的历史台风路径段，将与最小的最近距离对应的最近点输出；基于当前选择的匹配参数并根据待匹配点和输出的最近点对当前台风与多个历史台风分别往回计算获得多对匹配点；所述匹配参数包括最短匹配距离，基于所述最短匹配距离对每对匹配点进行相似度计算，具体如下：其中，p为每对匹配点的相似度，其中d为该对匹配点间的距离，dmin是用户设置的最短匹配距离；根据每一历史台风与当前台风之间的多对匹配点的相似度计算平均数，并将计算出的相似度平均数作为该历史台风与当前台风的相似度输出。2.根据权利要求1所述的一种基于最短距离匹配的台风路径段相似匹配方法，其特征在于，所述匹配参数为匹配时间参数，所述匹配时间参数包括最大时间长度和时间间隔，计算获得多对匹配点的方式如下：基于用户设置的时间间隔对所述待匹配点和历史台风的最近点分别进行时间线性插值，以获得第一对匹配点的时间，将所述第一对匹配点的时间分别代入到当前台风数据和历史台风数据中，基于坐标线性插值获得第一对匹配点的坐标信息，以此循环，直至超出最大时间长度，或径到达当前台风或历史台风的起点。3.根据权利要求1所述的一种基于最短距离匹配的台风路径段相似匹配方法，其特征在于，所述匹配参数为匹配长度参数，所述匹配长度参数包括最大台风长度和距离间隔，计算获得多对匹配点的方式如下：基于用户设置的距离间隔及待匹配点和历史台风的最近点的时间，分别计算待匹配点和历史台风的最近点所属的台风路径段，基于待匹配点和历史台风的最近点所属的台风路径段的斜率以及待匹配点和历史台风的最近点的坐标，分别向当前台风和历史台风的起始方向回算距离间隔，以获得第一对匹配点的坐标，以此循环，直至超出用户设置的距离最大值或径到达当前台风或历史台风的起点，若当前台风路径段的长度不够，则需要分段计算，在下一台风路径段上继续回退剩余的距离。4.根据权利要求1所述的一种基于最短距离匹配的台风路径段相似匹配方法，其特征在于，所述匹配参数还包括匹配距离半径，在计算出每一历史台风数据中最小的最近距离后，将最小的最近距离大于匹配距离半径的历史台风舍弃。
5.根据权利要求1所述的一种基于最短距离匹配的台风路径段相似匹配方法，其特征在于，还包括：对所有历史台风与当前台风的相似度由大到小进行排序输出。6.一种基于最短距离匹配的台风路径段相似匹配设备，其特征在于，包括：获取模块，用以获取当前台风数据和多个历史台风...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙波，钱代丽，詹少伟，张春静，王晖，薛丰昌，苗春生，
申请(专利权)人：南京信大气象科技有限公司，
类型：发明
国别省市：