System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种用于订正气候网格化模拟数据的方法及系统技术方案_技高网

一种用于订正气候网格化模拟数据的方法及系统技术方案

技术编号:40661441 阅读:3 留言:0更新日期:2024-03-18 18:54
本发明专利技术公开了一种用于订正气候网格化模拟数据的方法及系统,属于气候模拟技术领域。本发明专利技术方法,包括:对所述气候观测数据空间分区,得到所述气候观测数据空间的多个分区;对在不同分区下每个网格点的地理加权回归模型进行训练,得到订正回归模型;获取目标气候观测数据附近的气候网格化模拟数据,将所述气候网格化模拟数据待订正的目标数据,将所述待订正的目标数据输入至订正回归模型,基于所述订正回归模型,对所述待订正的目标数据进行订正,得到订正的气候网格化模拟数据。本发明专利技术能使得观测数据的订正效果扩展到所有网格点,克服了传统方法仅能订正观测点局地精度的问题,能够有效提升气候网格化模拟数据的整体精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气候模拟,并且更具体地,涉及一种用于订正气候网格化模拟数据的方法及系统


技术介绍

1、气候网格化模拟数据不同于散点式观测数据,主要用来反映全空间的气象条件。与散点式观测数据相比,其主要优点在于能覆盖不存在观测站点的位置,是进行天气分析和气候预测的重要数据支撑。其中网格化指的是空间均匀的离散化网格点,在每个网格点上均有一段时间内的观测/预报时间序列。

2、网格化数据来源于专业的气象研究和业务机构,一般基于大气数值模·式计算得到,其中需要输入必要的气象观测信息。目前世界上最常用的气候网格化数据是欧洲中期数值天气预报中心ecmwf(european centre for medium-range weather forecasts)气候模拟数据,也称为再分析数据era5(ecmwf reanalysis 5),数据时间范围为1979年至今,时间分辨率为逐小时,空间分辨率0.25°×0.25°,空间范围覆盖全球。此外,美国国家大气海洋局noaa(national oceanic and atmospheric agency)的cfsr(climate forecastsystem reanalysis)气候模拟数据也较为著名。era5和cfsr数据目前被广泛用于气候分析、风能和太阳能资源评估等领域。

3、然而,由于大气数值模式本身存在的复杂非线性特征,以及存在观测数据不足等问题,导致气候模拟数据不可避免的存在误差,为气候分析、风光资源评估带来了不确定性。为了降低模拟误差、提升准确度,人们引入了许多处理方法,其中较为典型的方法是模式后处理订正(model output statistics,mos)、kalman滤波订正方法。mos方法采用统计检验的方法,确认模拟对象与模拟因子之间有显著的回归关系,使用求解算法对因子逐步剔除和引进,可用来订正观测站点位置的网格化气候模拟数据,在公共气象服务中具有广泛的应用。kalman滤波方法是一种动态自适应的最优估计过程,与mos方法相比,其优势在于仅需较少的训练样本和很短的训练期,但kalman滤波同样仅仅限于局地订正,不能订正周围其他网格点的气候模拟数据。

4、综上,现有的气候网格化模拟数据存在误差,而误差订正方法均存在相同的局限,即仅限于订正观测站点局地网格点,无法订正周围其他网格点的模拟数据,使得观测数据的空间订正效果较为有限,数据整体精度提升效果有限。


技术实现思路

1、针对上述问题,本专利技术提出了一种用于订正气候网格化模拟数据的方法,包括:

2、针对目标区域的气候观测数据空间,基于目标区域的气候观测数据及聚类算法,对所述气候观测数据空间分区,得到所述气候观测数据空间的多个分区;

3、将所述气候观测数据作为目标数据,将目标区域的气候网格化模拟数据作为训练背景数据,以目标数据和训练背景数据,对在不同分区下每个网格点的地理加权回归模型进行训练,得到订正回归模型;

4、获取目标气候观测数据附近的气候网格化模拟数据,将所述气候网格化模拟数据待订正的目标数据,将所述待订正的目标数据输入至订正回归模型,基于所述订正回归模型,对所述待订正的目标数据进行订正,得到订正的气候网格化模拟数据。

5、可选的,针对目标区域的气候观测数据空间,基于目标区域的气候观测数据及聚类算法,对所述气候观测数据空间分区,得到所述气候观测数据空间的多个分区,包括:

6、基于气候观测数据,确定所述气候观测数据空间的分区数量;

7、基于气候观测数据,确定气候的要素水平及空间距离;

8、基于聚类算法,根据确定的气候的要素水平及空间距离,按照所述分区数量,将所述气候观测数据空间分区,得到所述气候观测数据空间的多个分区。

9、可选的,将所述气候观测数据作为目标数据,将目标区域的气候网格化模拟数据作为训练背景数据,以目标数据和训练背景数据,对在不同分区下每个网格点的地理加权回归模型进行训练,得到订正回归模型,包括:

10、构建不同分区下每个网格点的地理加权回归模型;

11、将目标区域的气候网格化模拟数据作为训练背景数据,以目标数据和训练背景数据,输入至所述地理加权回归模型进行训练,得到每个网格点的模型参数;

12、以所述模型参数对所述地理加权回归模型进行调整,以得到订正回归模型。

13、可选的,模型参数,包括:回归参数、回归截距参数和随机误差参数。

14、再一方面,本专利技术还提出了一种用于订正气候网格化模拟数据的系统,包括:

15、分区单元,用于针对目标区域的气候观测数据空间,基于目标区域的气候观测数据及聚类算法,对所述气候观测数据空间分区,得到所述气候观测数据空间的多个分区;

16、模型训练单元,将所述气候观测数据作为目标数据,将目标区域的气候网格化模拟数据作为训练背景数据,以目标数据和训练背景数据,对在不同分区下每个网格点的地理加权回归模型进行训练,得到订正回归模型;

17、订正单元,用于获取目标气候观测数据附近的气候网格化模拟数据,将所述气候网格化模拟数据待订正的目标数据,将所述待订正的目标数据输入至订正回归模型,基于所述订正回归模型,对所述待订正的目标数据进行订正,得到订正的气候网格化模拟数据。

18、可选的,分区单元,具体用于:

19、基于气候观测数据,确定所述气候观测数据空间的分区数量;

20、基于气候观测数据,确定气候的要素水平及空间距离;

21、基于聚类算法,根据确定的气候的要素水平及空间距离,按照所述分区数量,将所述气候观测数据空间分区,得到所述气候观测数据空间的多个分区。

22、可选的,模型训练单元,具体用于:

23、构建不同分区下每个网格点的地理加权回归模型;

24、将目标区域的气候网格化模拟数据作为训练背景数据,以目标数据和训练背景数据,输入至所述地理加权回归模型进行训练,得到每个网格点的模型参数;

25、以所述模型参数对所述地理加权回归模型进行调整,以得到订正回归模型。

26、可选的,模型训练单元,得到的每个网格点的模型参数,包括:回归参数、回归截距参数和随机误差参数。

27、再一方面,本专利技术还提供了一种计算设备,包括:一个或多个处理器;

28、处理器,用于执行一个或多个程序;

29、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,实现如上述所述的方法。

30、再一方面,本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质,其上存有计算机程序,所述计算机程序被执行时,实现如上述所述的方法。

31、与现有技术相比,本专利技术的有益效果为:

32、本专利技术提供了一种用于订正气候网格化模拟数据的方法,包括:针对目标区域的气候观测数据空间,基于目标区域的气候观测数据及聚类算法,对所述气候观测数据空间分区,得到所述气候观本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于订正气候网格化模拟数据的方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述针对目标区域的气候观测数据空间,基于目标区域的气候观测数据及聚类算法,对所述气候观测数据空间分区,得到所述气候观测数据空间的多个分区,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述气候观测数据作为目标数据,将目标区域的气候网格化模拟数据作为训练背景数据,以目标数据和训练背景数据,对在不同分区下每个网格点的地理加权回归模型进行训练,得到订正回归模型,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述模型参数,包括:回归参数、回归截距参数和随机误差参数。

5.一种用于订正气候网格化模拟数据的系统,其特征在于,所述系统包括:

6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述分区单元,具体用于:基于气候观测数据,确定所述气候观测数据空间的分区数量;基于气候观测数据,确定气候的要素水平及空间距离;基于聚类算法,根据确定的气候的要素水平及空间距离,按照所述分区数量,将所述气候观测数据空间分区,得到所述气候观测数据空间的多个分区。

7.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述模型训练单元,具体用于:

8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述模型训练单元得到的每个网格点的模型参数,包括:回归参数、回归截距参数和随机误差参数。

9.一种计算机设备,其特征在于,包括:

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存有计算机程序,所述计算机程序被执行时,实现如权利要求1-4中任一所述的方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种用于订正气候网格化模拟数据的方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述针对目标区域的气候观测数据空间,基于目标区域的气候观测数据及聚类算法,对所述气候观测数据空间分区,得到所述气候观测数据空间的多个分区,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述气候观测数据作为目标数据,将目标区域的气候网格化模拟数据作为训练背景数据,以目标数据和训练背景数据,对在不同分区下每个网格点的地理加权回归模型进行训练,得到订正回归模型,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述模型参数,包括:回归参数、回归截距参数和随机误差参数。

5.一种用于订正气候网格化模拟数据的系统,其特征在于,所述系统包括:

...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋宗朋刘晓琳王勃王姝靳双龙柴荣繁滑申冰马振强高京娜王铮车建峰王钊赵艳青姜文玲丁禹陈帅
申请(专利权)人:中国电力科学研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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