基于图形相似度的气象要素结构特征预报误差量化表达方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图形相似度的气象要素结构特征预报误差量化表达方法，本发明专利技术利用图形相似概率概念，针对标量气象要素如降雨量、雷达反射率、温度、能见度、风速等的预报误差的归一化评估技术，本发明专利技术能更客观真实的反映气象要素如降水的真实预报能力。映气象要素如降水的真实预报能力。映气象要素如降水的真实预报能力。

【技术实现步骤摘要】
基于图形相似度的气象要素结构特征预报误差量化表达方法


[0001]本专利技术属于智能气象预报
，特别涉及基于气象要素分布结构特征预报误差的评估方法。

技术介绍

[0002]随着数值预报技术的发展及计算能力的提高，数值模式已具备对较小尺度天气系统的预报能力, 天气预报误差的量化计算一直是许多研究的热点。合理的误差定义不仅能够客观的反映预报效果，还能用于人工智能模型，指导人工智能模型沿客观、正确的方向学习。
[0003]目前预报误差评估的要素主要是降水，国内科研及业务人员针对降水预报的检验评估大多依然采用传统的基于目标命中率为核心的分类检验方法，如TS评分等，这些检验方法主要考虑点对点的降水强度比较，利用有/无判断，获得降水的总体评价。对于高分辨率降水预报而言，即使降水的雨带结构及强度均与实况一致，但由于雨带位置的细微偏差，依然可能产生过大的空报率及漏报率而使得最终的预报评分偏低。这类传统的统计检验方法在高分辨率模式检验评估中使降水预报同时受到空间和时间微小差异所带来的“双重惩罚”，很难获得足够的评估信息，也无法客观的反映降水的真实预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图形相似度的气象要素结构特征预报误差量化表达方法，其特征在于包括以下步骤：步骤S1，气象要素场结构特征的定义将气象要素覆盖的空间范围的面积、气象要素在目标区域内的数值大小的总和、以及气象要素的结构作为气象要素场的整体结构特征，
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(1)式中，是气象要素场的整体结构特征；步骤S2，气象要素总量误差和总面积误差的计算
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（2）
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（3）式中，表示时刻预报气象要素场量的总和，表示时刻观测气象要素场量的总和，表示时刻预报气象要素场覆盖面积的总和，表示时刻观测气象要素场覆盖面积的总和；步骤S3，气象要素场结构误差的计算首先，基于概率密度函数，通过式（4）和（5）分别计算预报气象要素场的结构特征和观测气象要素场的结构特征，
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（4）式中，是t时刻预报目标要素场的概率密度函数，是预报气象要素场归一化后气象要素的系数，的取值范围为0~1；
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（5）式中，是t时刻观测目标要素场的概率密度函数，是观测气象要素场归一化后气象要素的系数，的取值范围为0~1；然后，通过相对熵算法（6）衡量得到预报气象要素场...

【专利技术属性】
技术研发人员：慕熙昱，刘国庆，程浩，徐琪，曾明剑，代刊，严皓，严殊祺，杨华栋，吴昊，曾燕，
申请(专利权)人：南京气象科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：