一种数据与知识联合驱动的风暴潮预警方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种数据与知识联合驱动的风暴潮预警方法及装置，方法包括：以气旋中心坐标真实值转化后的概率分布图为新的标签；利用转化的概率分布图为标签，对气旋轨迹预测特征集合进行解码输出不同时间步长下的预设经纬度范围的气旋中心位置概率分布预测图；对气旋强度预测特征集合也进行解码输出网格化气压分布和风速分布；遍历气旋中心位置概率分布预测图，得到概率值最大的点为气旋中心点，以预测的气旋中心位置和气旋相关知识的联合引导关联气旋气压与风速分布获得气旋强度预测值；将气旋强度预测值、气旋轨迹信息、联合输入的风暴潮潮位谐波分析数据，一并输入到长短时记忆循环网络，预测不同时间步长下的风暴潮强度。装置包括：处理器和存储器。处理器和存储器。处理器和存储器。

【技术实现步骤摘要】
一种数据与知识联合驱动的风暴潮预警方法及装置


[0001]本专利技术涉及风暴潮强度预测领域，尤其涉及一种数据与知识联合驱动的风暴潮预警方法及装置。

技术介绍

[0002]风暴潮，又称“风暴增水”，是由于剧烈的大气扰动，例如：气旋(热带气旋、温带气旋)引起的海面异常升高的现象。通常来说气旋登陆时伴随的低压、强风是造成风暴潮的主要原因，这种前进的涌浪与正常潮相结合，形成风暴潮增水。风暴潮预报的常规数值方法和经验方法在过去已经有了一定的发展，但风暴潮的变化仍然是一个复杂的海洋工程问题。影响风暴潮变化的因素很多，包括：气旋中心气压、气旋移动速度、海岸地形等。
[0003]气旋是指北(南)半球，大气中水平气流呈逆(顺)时针旋转的大型涡旋。在同高度上，气旋中心的气压比四周低，又称低气压天气系统。气旋按照活动范围通常分为热带气旋和温带气旋。尤其是热带气旋登陆时通常会带来强风与强降水，进而引发严重的风暴潮增水。我国海岸线绵长，地处气旋高发的西北太平洋海域。对于沿海地区，及时准确地预测风暴潮，监测海面潮位变化对于我国自然灾害防治工作具有建设性作用，对保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据与知识联合驱动的风暴潮预警方法，其特征在于，所述方法包括：1)利用跨任务注意力机制对分离后的气旋强度特有和共有特征集合，气旋轨迹特有和共有特征集合进行特征更新，获取气旋强度、气旋轨迹的预测特征集合；2)将气旋数据集中气旋中心坐标的真实值转化为某一预设经纬度范围的概率分布图，以气旋中心坐标真实值转化后的概率分布图为新的标签；3)利用转化的概率分布图为标签，对气旋轨迹预测特征集合进行解码输出不同时间步长下的预设经纬度范围的气旋中心位置概率分布预测图；对气旋强度预测特征集合也进行解码输出网格化气压分布和风速分布；4)遍历气旋中心位置概率分布预测图，得到概率值最大的点为气旋中心点，以预测的气旋中心位置和气旋相关知识的联合引导，关联气旋气压与风速分布获得气旋强度预测值；5)将气旋强度预测值、气旋轨迹信息、联合输入的风暴潮潮位谐波分析数据，一并输入到长短时记忆循环网络，预测不同时间步长下的风暴潮强度。2.根据权利要求1所述的一种数据与知识联合驱动的风暴潮预警方法，其特征在于，在步骤1)之前，所述方法还包括：将多个多源环境场的时空特征集合映射到不同的特征空间，获取气旋强度、气旋轨迹特有特征集合，并映射到相同的特征空间，得到气旋强度、气旋轨迹的共有特征集合，利用对抗域适应缩小共有特征集合之间的差异。3.根据权利要求1所述的一种数据与知识联合驱动的风暴潮预警方法，其特征在于，所述利用跨任务注意力机制对分离后的气旋强度特有和共有特征集合，气旋轨迹特有和共有特征集合进行特征更新具体为：对气旋强度预测任务，利用分布对齐后的共有特征V1′
、V2′
计算注意力权重，得到的权重矩阵对轨迹特有特征V2进行特征更新，得到与气旋强度任务高度相关的补充信息；通过气旋强度共有表征V1′
与气旋轨迹共有表征V2′
计算注意力权重：其中，q
s
为气旋强度共有表征集合V1′
经线性投影得到的query，k
s
为气旋轨迹共有表征集合V2′
经线性投影得到的key，d
m
为特征维度，将获取到的注意力权重Attn
ti
与v
ti
相乘进行特征更新，其中，v
ti
为气旋轨迹特有表征集合V2经线性投影得到的value；将强度特有表征集合V1与跨任务耦合特征集合进行拼接：通过轨迹共有表征V2′
与强度共有表征V1′
计算注意力权重：其中，q
t
为气旋轨迹共有表征集合V2′
经线性投影得到的query，k
t
为气旋强度共有表征集合V1′
经线性投影得到的key，将获取到的注意力权重Attn
traj
与v
traj
相乘进行特征更...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘安安，张郁伟，李文辉，宋丹，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：