基于gis的臺風(fēng)登陸相似分析方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及防汛信息化及氣象應(yīng)用領(lǐng)域，特別是一種基于GIS的臺風(fēng)登陸相似分析方法。該方法通過臺風(fēng)預(yù)報路徑，并利用GIS手段，分析臺風(fēng)可能登陸的海岸線范圍。并通過海岸線與歷史臺風(fēng)經(jīng)過的臺風(fēng)進(jìn)行分析，得到所需要的登陸地相似臺風(fēng)列表。為臺風(fēng)登陸前、登陸中及登陸后都可以提供歷史上登陸相類似、強(qiáng)度相類似的臺風(fēng)列表，為科學(xué)防臺提供歷史經(jīng)驗參考。
【專利說明】基于GIS的臺風(fēng)登陸相似分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及防汛信息化及氣象應(yīng)用領(lǐng)域，特別是一種基于GIS的臺風(fēng)登陸相似分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般臺風(fēng)登陸影響從路徑特征劃分，可分為以下5類，登陸北上類、登陸消失類、正面登陸類、近?；顒宇惡湍虾４┏鲱?。往往不同臺風(fēng)，在同一季節(jié)，同一風(fēng)力登陸后帶來影響具有很大的相似性?，F(xiàn)有的登陸地分析，一般采用數(shù)據(jù)庫中字段存儲登陸地的名稱，通過數(shù)據(jù)庫文字檢索的方式，把同一個區(qū)域的登陸臺風(fēng)羅列出來，供使用用戶查詢、調(diào)用。
[0003]通過數(shù)據(jù)庫檢索登陸地文字的方式，可以較快查詢出同樣登陸地的臺風(fēng)。但也存在以下的缺點:臺風(fēng)登陸地具有空間的表達(dá)方式，采用文字查詢，無法判斷出登陸一個范圍區(qū)域的臺風(fēng)或者是登陸周邊但形態(tài)及登陸風(fēng)力類似的臺風(fēng)，而這些登陸地相似的臺風(fēng)都對當(dāng)前臺風(fēng)的決策分析有較大的參考意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于GIS的臺風(fēng)登陸相似分析方法，能有效的為科學(xué)防臺提供依據(jù)。
[0005]本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn):一種基于GIS的臺風(fēng)登陸相似分析方法，其特征在于包括如下步驟:
步驟SOl:在GIS平臺上，繪制當(dāng)前臺風(fēng)路徑的路徑圖；將數(shù)據(jù)庫中的臺風(fēng)路徑節(jié)點上經(jīng)緯度數(shù)據(jù)通過時間順序，畫成臺風(fēng)路徑圖；
步驟S02:通過當(dāng)前臺風(fēng)的預(yù)報路徑節(jié)點，確定臺風(fēng)未來路徑的范圍概率圈；
步驟S03:通過生成好的范圍概率圈的地圖圖層，同時，將預(yù)測地海岸線地圖圖層加入到GIS平臺中，通過GIS圖層中對象相交分析判斷，得出可能登陸的海岸線范圍線段；
步驟S04:通過海岸線范圍線段，與所有歷史臺風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行GIS分析，判斷是否與線段相交，從而得出臺風(fēng)列表；
步驟S05:通過臺風(fēng)的登陸強(qiáng)度過濾所述臺風(fēng)列表，并將臺風(fēng)登陸列表提供用戶調(diào)用、查詢及相似分析。
[0006]在本發(fā)明一實施，所述的步驟SOl中臺風(fēng)路徑的每個節(jié)點都體現(xiàn)了氣象部門發(fā)布的臺風(fēng)路徑時間、經(jīng)度、緯度、風(fēng)力、風(fēng)速、氣壓、移動速度、七級影響風(fēng)圈和十級影響風(fēng)圈數(shù)據(jù)。
[0007]在本發(fā)明一實施，所述步驟S02的實現(xiàn)方式是:通過預(yù)報路徑的節(jié)點，計算出對應(yīng)24小時、48小時的路徑范圍概率圈。
[0008]在本發(fā)明一實施，在概率圈計算中，24小時的預(yù)報點按經(jīng)緯度1.1度范圍半徑生成概率圓，48小時的預(yù)報點按經(jīng)緯度2.2度范圍半徑生成概率圓，并計算得到當(dāng)前臺風(fēng)最后一個節(jié)點到24小時概率圓的切線范圍，24小時到48小時二個概率圓的切線范圍。[0009]在本發(fā)明一實施，所述步驟S04的具體實現(xiàn)方式是:通過計算得到的海岸線范圍線段，再遍歷數(shù)據(jù)庫的所有歷史臺風(fēng)數(shù)據(jù)，并將每一條臺風(fēng)路徑與海岸線范圍線段進(jìn)行GIS線段分析判斷二線段是否相交，如果相交，即為登陸該區(qū)域的臺風(fēng)，如果不相交，即為非登陸該區(qū)域的臺風(fēng)，所有相交臺風(fēng)路徑的集合即為登陸該區(qū)域所有的臺風(fēng)集合。
[0010]在本發(fā)明一實施，所述相似度分析是在登陸區(qū)域的臺風(fēng)集合中，通過歷史臺風(fēng)的登陸風(fēng)速與當(dāng)前臺風(fēng)的風(fēng)速進(jìn)行相減，得到風(fēng)速差，如果風(fēng)速差在-10m/S至15m/s的為超強(qiáng)臺風(fēng)的登陸強(qiáng)度相似范圍；如果風(fēng)速差在_5m/S至15m/s的為強(qiáng)臺風(fēng)的登陸強(qiáng)度相似范圍；如果風(fēng)速差在3m/s至15m/s的為臺風(fēng)、熱帶氣旋的登陸強(qiáng)度相似范圍；分別登記在臺風(fēng)集合中，供用戶快速分析、過濾，同時在系統(tǒng)中調(diào)用展示同登陸區(qū)域內(nèi)，同等登陸強(qiáng)度下的臺風(fēng)相似路徑。
[0011]本發(fā)明通過基于GIS的臺風(fēng)登陸相似分析方法，可以利用空間的分析方法計算得到在同等登陸區(qū)域范圍內(nèi)最為相似的臺風(fēng)，為臺風(fēng)登陸前、登陸中及登陸后都可以提供歷史上登陸相類似、強(qiáng)度相類似的臺風(fēng)列表，為科學(xué)防臺提供歷史經(jīng)驗參考。
【具體實施方式】
[0012]本實施例提供一種基于GIS的臺風(fēng)登陸相似分析方法，其特征在于包括如下步驟:
步驟SOl:在GIS平臺上，繪制當(dāng)前臺風(fēng)路徑的路徑圖；將數(shù)據(jù)庫中的臺風(fēng)路徑節(jié)點上經(jīng)緯度數(shù)據(jù)通過時間順序，畫成臺風(fēng)路徑圖；
步驟S02:通過當(dāng)前臺風(fēng)的預(yù)報路徑節(jié)點，確定臺風(fēng)未來路徑的范圍概率圈；
步驟S03:通過生成好的范圍概率圈的地圖圖層，同時，將預(yù)測地海岸線地圖圖層加入到GIS平臺中，通過GIS圖層中對象相交分析判斷，得出可能登陸的海岸線范圍線段；
步驟S04:通過海岸線范圍線段，與所有歷史臺風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行GIS分析，判斷是否與線段相交，從而得出臺風(fēng)列表；
步驟S05:通過臺風(fēng)的登陸強(qiáng)度過濾所述臺風(fēng)列表，并將臺風(fēng)登陸列表提供用戶調(diào)用、查詢及相似分析。
[0013]具體的，基于GIS的臺風(fēng)登陸相似分析方法的實現(xiàn)步驟:
1、在GIS平臺上，繪制當(dāng)前臺風(fēng)路徑的路徑圖；將數(shù)據(jù)庫中的臺風(fēng)路徑節(jié)點上經(jīng)緯度數(shù)據(jù)通過時間順序，畫成臺風(fēng)路徑圖，每個節(jié)點都體現(xiàn)了氣象部門發(fā)布的臺風(fēng)路徑時間、經(jīng)度、緯度、風(fēng)力、風(fēng)速、氣壓、移動速度、七級影響風(fēng)圈和十級影響風(fēng)圈等數(shù)據(jù)。
[0014]2、通過當(dāng)前臺風(fēng)的預(yù)報路徑節(jié)點，確定臺風(fēng)未來路徑的范圍概率圈；通過預(yù)報路徑的節(jié)點，計算出對應(yīng)24小時、48小時的路徑范圍概率圈。在概率圈計算中，24小時的預(yù)報點按經(jīng)緯度1.1度范圍半徑生成概率圓，48小時的預(yù)報點按經(jīng)緯度2.2度范圍半徑生成概率圓，并計算得到當(dāng)前臺風(fēng)最后一個節(jié)點到24小時概率圓的切線范圍，24小時到48小時二個概率圓的切線范圍。
[0015]3、通過預(yù)報的范圍概率圈，通過GIS分析計算可能登陸的海岸線范圍線段；通過生成好的范圍概率圈的地圖圖層，同時，將中國海岸線地圖圖層加入到系統(tǒng)中，通過GIS圖層中對象相交分析判斷，得出可能登陸的海岸線范圍線段，黃色的海岸線線段為計算得到可能登陸的海岸線范圍。[0016]4、通過海岸線范圍線段，與所有歷史臺風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行GIS分析，判斷是否與線段相交，從而得出臺風(fēng)列表；通過計算得到的海岸線范圍線段，再遍歷數(shù)據(jù)庫的所有歷史臺風(fēng)數(shù)據(jù)，并將每一條臺風(fēng)路徑與海岸線范圍線段進(jìn)行GIS線段分析判斷二線段是否相交，如果相交，即為登陸該區(qū)域的臺風(fēng)，如果不相交，即為非登陸該區(qū)域的臺風(fēng)。所有相交臺風(fēng)路徑的集合即為登陸該區(qū)域所有的臺風(fēng)集合。
[0017]5、通過臺風(fēng)的登陸強(qiáng)度過濾臺風(fēng)列表，并將臺風(fēng)登陸列表提供用戶調(diào)用、查詢；在登陸區(qū)域的臺風(fēng)集合中，通過歷史臺風(fēng)的登陸風(fēng)速與當(dāng)前臺風(fēng)的風(fēng)速進(jìn)行相減，得到風(fēng)速差，如果風(fēng)速差在-lOm/s至15m/s的為超強(qiáng)臺風(fēng)的登陸強(qiáng)度相似范圍；如果風(fēng)速差在_5m/s至15m/s的為強(qiáng)臺風(fēng)的登陸強(qiáng)度相似范圍；如果風(fēng)速差在3m/s至15m/s的為臺風(fēng)、熱帶氣旋的登陸強(qiáng)度相似范圍；分別登記在臺風(fēng)集合中，供用戶快速分析、過濾，同時在系統(tǒng)中調(diào)用展示同登陸區(qū)域內(nèi)，同等登陸強(qiáng)度下的臺風(fēng)相似路徑。
[0018]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于GIS的臺風(fēng)登陸相似分析方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟SOl:在GIS平臺上，繪制當(dāng)前臺風(fēng)路徑的路徑圖；將數(shù)據(jù)庫中的臺風(fēng)路徑節(jié)點上經(jīng)緯度數(shù)據(jù)通過時間順序，畫成臺風(fēng)路徑圖； 步驟S02:通過當(dāng)前臺風(fēng)的預(yù)報路徑節(jié)點，確定臺風(fēng)未來路徑的范圍概率圈； 步驟S03:通過生成好的范圍概率圈的地圖圖層，同時，將預(yù)測地海岸線地圖圖層加入到GIS平臺中，通過GIS圖層中對象相交分析判斷，得出可能登陸的海岸線范圍線段； 步驟S04:通過海岸線范圍線段，與所有歷史臺風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行GIS分析，判斷是否與線段相交，從而得出臺風(fēng)列表； 步驟S05:通過臺風(fēng)的登陸強(qiáng)度過濾所述臺風(fēng)列表，并將臺風(fēng)登陸列表提供用戶調(diào)用、查詢及相似分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GIS的臺風(fēng)登陸相似分析方法，其特征在于:所述的步驟SOl中臺風(fēng)路徑的每個節(jié)點都體現(xiàn)了氣象部門發(fā)布的臺風(fēng)路徑時間、經(jīng)度、緯度、風(fēng)力、風(fēng)速、氣壓、移動速度、七級影響風(fēng)圈和十級影響風(fēng)圈數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GIS的臺風(fēng)登陸相似分析方法，其特征在于:所述步驟S02的實現(xiàn)方式是:通過預(yù)報路徑的節(jié)點，計算出對應(yīng)24小時、48小時的路徑范圍概率圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于GIS的臺風(fēng)登陸相似分析方法，其特征在于:在概率圈計算中，24小時的預(yù)報點按經(jīng)緯度1.1度范圍半徑生成概率圓，48小時的預(yù)報點按經(jīng)緯度2.2度范圍半徑生成概率圓，并計算得到當(dāng)前臺風(fēng)最后一個節(jié)點到24小時概率圓的切線范圍，24小時到48小時二個概率圓的切線范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GIS的臺風(fēng)登陸相似分析方法，其特征在于:所述步驟S04的具體實現(xiàn)方式是:通過計算得到的海岸線范圍線段，再遍歷數(shù)據(jù)庫的所有歷史臺風(fēng)數(shù)據(jù)，并將每一條臺風(fēng)路徑與海岸線范圍線段進(jìn)行GIS線段分析判斷二線段是否相交，如果相交，即為登陸該區(qū)域的臺風(fēng)，如果不相交，即為非登陸該區(qū)域的臺風(fēng)，所有相交臺風(fēng)路徑的集合即為登陸該區(qū)域所有的臺風(fēng)集合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GIS的臺風(fēng)登陸相似分析方法，其特征在于:所述相似度分析是在登陸區(qū)域的臺風(fēng)集合中，通過歷史臺風(fēng)的登陸風(fēng)速與當(dāng)前臺風(fēng)的風(fēng)速進(jìn)行相減，得到風(fēng)速差，如果風(fēng)速差在-lOm/s至15m/s的為超強(qiáng)臺風(fēng)的登陸強(qiáng)度相似范圍；如果風(fēng)速差在-5m/s至15m/s的為強(qiáng)臺風(fēng)的登陸強(qiáng)度相似范圍；如果風(fēng)速差在3m/s至15m/s的為臺風(fēng)、熱帶氣旋的登陸強(qiáng)度相似范圍；分別登記在臺風(fēng)集合中，供用戶快速分析、過濾，同時在系統(tǒng)中調(diào)用展示同登陸區(qū)域內(nèi)，同等登陸強(qiáng)度下的臺風(fēng)相似路徑。
【文檔編號】G01W1/10GK103544379SQ201310457259
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】洪水潔, 黃敏 申請人:福建四創(chuàng)軟件有限公司