一种基于形态相似度的相似台风分析方法和系统技术方案

一种基于形态相似度的相似台风分析方法和系统，所述方法包括：获取基准台风及所有历史台风实况路径点坐标数据；以每一历史台风为对比台风，筛选基准台风实况路径点所在纬度线与对比台风实况路径的交点，并计算基准台风实况路径点与对应交点的经度差值；计算基准台风与对比台风的平均经差值；根据经度差值以及平均经差值计算对比台风与基准台风的形态相似度；根据实际需求组合形态相似度以及平均经差值，得到相似台风筛选条件，根据相似台风筛选条件对对比台风进行过滤并展示。可以从台风基本资料库中筛选出与基准台风路径相似的台风，为台风路径预测提供参考，为电网的抗台以及防灾减灾提供重要的决策依据。灾减灾提供重要的决策依据。灾减灾提供重要的决策依据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于形态相似度的相似台风分析方法和系统


[0001]本专利技术属于气象信息电网应用
，涉及一种基于形态相似度的相似台风分析方法和系统。

技术介绍

[0002]气象条件是电力系统最关键的外部影响因素，其影响范围涵盖“发、输、用”全环节，其中尤其以台风对输变电设备损坏及带来暴雨影响负荷行为最为突出，因此对台风路径的预测成为电网抗台最为重要的工作内容之一，而历史台风的相似路径信息可以为台风路径的预测做出重要的参考。
[0003]相似台风的检索，实质上是在地理空间坐标系中判断两段曲线的相似程度，近年来，以此问题为出发点提出了近距离提取法、缓冲区分析法、关键点相似度等方法。这些方法本质上是计算台风路径控制点之间的欧氏距离，不分析路径曲线的相似程度，故对形态复杂的台风，上述方法的检索结果存在一定偏差。
[0004]公开号为CN102122005A的专利提出基于GIS的台风相似路径空间分析应用方法，包括以下步骤：(1)实现台风历史路径及预报路径的实时采集；(2)进行台风路径点的拼接处理，并通过GIS平台方式进行展示；(3)对当前所分析的台风跟历史台风进行相似分析，并找出当前台风最相似的路径列表；(4)对台风的预报路径进行未来走势相似过滤，从而找出未来发展最相似的路径列表；(5)实现在GIS平台上拉框操作实现框内的相似路径分析。有利于在GIS平台上对历史台风进行相似分析，从而预测未来台风的走势。但是因台风路径点发布的时间频率不固定导致整条路径中历史路径点的分别不均匀，故台风整个生命周期内路径点的权重是有区别的，影响了分析结果。
[0005]公开号为CN103500278A的专利提出基于最短路径算法的路径相似台风分析方法，通过内插算法，得出每条台风路径中均匀分部的关键路径点，再基于关键路径点，计算出不同台风路径间的最短偏差距离，从而得到地理空间上更为科学的分析最为相似的台风路径，更好的为防汛防台提供科学的技术支撑。该方法通过内插法计算台风路径点与网格上所有交叉点集，通过网格化处理，计算与网格的交叉点集，其计算量大，不适合在线分析场景且未考虑台风距离因素。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于形态相似度的相似台风分析方法和系统，实现相似路径台风的检索，可以从台风基本资料库中检索出与当前台风路径相似的台风个例，为台风路径预测提供一定的参考，也为电网的抗台以及防灾减灾提供重要的决策依据。
[0007]本专利技术采用如下的技术方案。
[0008]一种基于形态相似度的相似台风分析方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1：获取基准台风及所有历史台风实况路径点坐标数据；
[0010]步骤2：以每一历史台风为对比台风，筛选基准台风实况路径点所在纬度线与对比台风实况路径的交点，并计算基准台风实况路径点与对应交点的经度差值；
[0011]步骤3：计算基准台风所有实况路径点与对应交点的经度差值的平均值，作为基准台风与对比台风的平均经差值；
[0012]步骤4：根据基准台风实况路径点与对应交点的经度差值以及所述平均经差值计算对比台风与基准台风的形态相似度；
[0013]步骤5：根据实际需求组合所述形态相似度以及平均经差值，得到相似台风筛选条件，根据相似台风筛选条件对对比台风进行过滤并展示。
[0014]优选地，步骤1中，从数据库中读取基准台风及所有历史台风实况路径点坐标数据并按照台风发生时刻排序。
[0015]优选地，步骤2中，以基准台风实况路径点为基础，在地理空间坐标系中，筛选基准台风实况路径点所在纬度线与对比台风实况路径的交点；
[0016]若基准台风实况路径点所在纬度线与对比台风实况路径无交点，则忽略该基准台风的实况路径点，其不参与后续平均经差值和形态相似度的计算；
[0017]若基准台风实况路径点所在纬度线与对比台风实况路径有交点，则计算该基准台风实况路径点与对应交点的经度差值，计算方式如下：
[0018]设基准台风实况路径点地理空间坐标为(X
b
，Y
b
)，其中Y
b
，Y
b
分别为基准台风实况路径点的纬度、经度，对比台风两个实况路径点的地理空间坐标为(X
c1
，Y
c1
)和(X
c2
，Y
c2
),且满足X
c1
>X
b
>X
c2
，则，
[0019]首先计算交点经度值Y
j
：
[0020]Y
j
＝Y
c1
‑
(X
c1
‑
X
b
)*(Y
c1
‑
Y
c2
)(X
c1
‑
X
c2
)
[0021]然后计算经度差值Y
cha
＝Y
j
‑
Y
b
。
[0022]优选地，基准台风实况路径点所在纬度线与对比台风实况路径无交点的判据为：
[0023]基准台风实况路径点所在纬度值大于或者小于对比台风所有实况路径点纬度值。
[0024]优选地，所述对比台风两个实况路径点的查找方式为：
[0025]循环遍历对比台风实况路径点，直至查找到对比台风两个相邻实况路径点的纬度与对比台风实况路径点差值的乘积为负数。
[0026]优选地，步骤3中，基准台风与对比台风的平均经差值公式为：
[0027][0028]其中，n为基准台风和对比台风在基准台风实况路径点的纬度线上可以相交的个数；
[0029]Y
cha_i
为基准台风第i个实况路径点与对应交点的经度差值。
[0030]优选地，步骤4中，形态相似度C
pre
计算公式为：
[0031][0032]其中，C
pre
为对比台风与基准台风的形态相似度，C
pre
越小，则表示两个台风的形态越相似；
[0033]n为基准台风和对比台风在基准台风实况路径点的纬度线上可以相交的个数；
[0034]Y
cha_i
为基准台风第i个实况路径点与对应交点的经度差值；
[0035]Y
avg
为基准台风与对比台风的平均经差值。
[0036]优选地，步骤5中，首先设定需要展示的台风数量Y
set
以及三级平均经差值阈值Y
s1
、Y
s2
、Y
s3
，其中Y
s1
<Y
s2
<Y
s3
；
[0037]然后组合所述形态相似度以及平均经差值，得到如下相似台风筛选条件：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于形态相似度的相似台风分析方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：获取基准台风及所有历史台风实况路径点坐标数据；步骤2：以每一历史台风为对比台风，筛选基准台风实况路径点所在纬度线与对比台风实况路径的交点，并计算基准台风实况路径点与对应交点的经度差值；步骤3：计算基准台风所有实况路径点与对应交点的经度差值的平均值，作为基准台风与对比台风的平均经差值；步骤4：根据基准台风实况路径点与对应交点的经度差值以及所述平均经差值计算对比台风与基准台风的形态相似度；步骤5：根据实际需求组合所述形态相似度以及平均经差值，得到相似台风筛选条件，根据相似台风筛选条件对对比台风进行过滤并展示。2.根据权利要求1所述的一种基于形态相似度的相似台风分析方法，其特征在于：步骤1中，从数据库中读取基准台风及所有历史台风实况路径点坐标数据并按照台风发生时刻排序。3.根据权利要求1所述的一种基于形态相似度的相似台风分析方法，其特征在于：步骤2中，以基准台风实况路径点为基础，在地理空间坐标系中，筛选基准台风实况路径点所在纬度线与对比台风实况路径的交点；若基准台风实况路径点所在纬度线与对比台风实况路径无交点，则忽略该基准台风的实况路径点，其不参与后续平均经差值和形态相似度的计算；若基准台风实况路径点所在纬度线与对比台风实况路径有交点，则计算该基准台风实况路径点与对应交点的经度差值，计算方式如下：设基准台风实况路径点地理空间坐标为(X
b
，Y
b
)，其中X
b
，Y
b
分别为基准台风实况路径点的纬度、经度，对比台风两个实况路径点的地理空间坐标为(X
c1
，Y
c1
)和(X
c2
，Y
c2
),且满足X
c1
>X
b
>X
c2
，则，首先计算交点经度值Y
j
：Y
j
＝Y
c1
‑
(X
c1
‑
X
b
)*(Y
c1
‑
Y
c2
)/(X
c1
‑
X
c2
)然后计算经度差值Y
cha
＝Y
j
‑
Y
b
。4.根据权利要求3所述的一种基于形态相似度的相似台风分析方法，其特征在于：基准台风实况路径点所在纬度线与对比台风实况路径无交点的判据为：基准台风实况路径点所在纬度值大于或者小于对比台风所有实况路径点纬度值。5.根据权利要求3所述的一种基于形态相似度的相似台风分析方法，其特征在于：所述对比台风两个实况路径点的查找方式为：循环遍历对比台风实况路径点，直至查找到对比台风两个相邻实况路径点的纬度与对比台风实况路径点差值的乘积为负数。6.根据权利要求1所述的一种基于形态相似度的相似台风分析方法，其特征在于：步骤3中，基准台风与对比台风的平均经差值公式为：其中，n为基准台风和对比台风在基准台风实况路径点的纬度线...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹文仲，张高峰，章金峰，
申请(专利权)人：南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：