一种计算日温度的方法及装置与流程

文档序号:15615956发布日期:2018-10-09 21:23阅读:181来源:国知局

本发明涉及气象监测领域,尤其涉及一种计算日温度的方法及装置。



背景技术:

温度是表示物体冷热程度的物理量,也是物体内分子间平均动能的一种表现形式,因此具有重要的统计意义。尤其是日温度,在各方各面发挥着作用;比如在水文方面,日温度对研究冻土的冻结和融化以及水分的三态变化均具有重要的意义。目前,业界通常会将由某地区的日最高温度和日最低温度计算得到的日平均温度,作为该地区一日的温度,即日温度。然而,采用日平均温度作为日温度之后,其温度日变化与实际的温度日变化相比,存在较大的误差,从而难以准确的反映实际的温度日变化情况。由此,将日平均温度作为日温度以表达温度日变化情况,其准确度较低。



技术实现要素:

本发明实施例的目的在于提供一种计算日温度的方法及装置,解决了将日平均温度作为日温度以表达温度日变化情况,其准确度较低的问题。

为达上述目的,本发明实施例提供一种计算日温度的方法,包括:

获取目标地区在一日内的日最高温度和日最低温度;

根据所述日最高温度和所述日最低温度,建立所述目标地区的温度日变化曲线函数,其中,所述温度日变化曲线函数的图像为正弦曲线形状;

对所述温度日变化曲线函数进行积分运算,得到所述温度日变化曲线函数的积分运算结果,并将所述积分运算结果作为所述目标地区的日温度。

可选的,所述根据所述日最高温度和所述日最低温度,建立所述目标地区的温度日变化曲线函数,包括:

根据所述日最高温度和所述日最低温度建立所述目标地区的温度日变化曲线函数y=f(x);

其中,y为温度,x为时间,且x∈[d,e],所述d和所述e均为实数,以及所述d和所述e之间的差值为所述一日对应的时间,所述y=f(x)的图像的最高点的纵坐标为a,所述y=f(x)的图像的最低点的纵坐标为b,所述a为所述日最高温度,所述b为所述日最低温度。

可选的,所述温度日变化曲线函数为正弦函数或余弦函数,所述一日对应的时间为所述温度日变化曲线函数的一个最小正周期。

可选的,所述对所述温度日变化曲线函数进行积分运算,得到所述温度日变化曲线函数的积分运算结果,并将所述积分运算结果作为所述目标地区的日温度的步骤,包括:

对所述进行积分运算,得到积分运算结果将所述积分运算结果作为所述目标地区的日温度,其中,所述为在所述d和所述e的区间内的定积分,所述dx为x的微元,所述de为所述e减去所述d得到的差值;或者,

对所述进行积分运算,得到积分运算结果将所述积分运算结果作为所述目标地区的日温度,其中,所述为在所述d和所述e的区间内的定积分,所述dx为x的微元,所述de为所述e减去所述d得到的差值。

可选的,所述温度日变化曲线函数y=f(x)的最高点的横坐标为所述日最高温度a对应的记录时间a,所述y=f(x)中与所述最高点相邻的最低点的横坐标为所述日最低温度b对应的记录时间b。

本发明实施例还提供一种计算日温度的装置,包括:

获取模块,用于获取目标地区在一日内的日最高温度和日最低温度;

建立模块,用于根据所述日最高温度和所述日最低温度,建立所述目标地区的温度日变化曲线函数,其中,所述温度日变化曲线函数的图像为正弦曲线形状;

运算模块,用于对所述温度日变化曲线函数进行积分运算,得到所述温度日变化曲线函数的积分运算结果,并将所述积分运算结果作为所述目标地区的日温度。

可选的,所述建立模块用于根据所述日最高温度和所述日最低温度建立所述目标地区的温度日变化曲线函数y=f(x);

其中,y为温度,x为时间,且x∈[d,e],所述d和所述e均为实数,以及所述d和所述e之间的差值为所述一日对应的时间,所述y=f(x)的图像的最高点的纵坐标为a,所述y=f(x)的图像的最低点的纵坐标为b,所述a为所述日最高温度,所述b为所述日最低温度。

可选的,所述温度日变化曲线函数为正弦函数或余弦函数,所述一日对应的时间为所述温度日变化曲线函数的一个最小正周期。

可选的,所述运算模块用于对所述进行积分运算,得到积分运算结果将所述积分运算结果作为所述目标地区的日温度,其中,所述为在所述d和所述e的区间内的定积分,所述dx为x的微元,所述de为所述e减去所述d得到的差值;或者,

所述运算模块用于对所述进行积分运算,得到积分运算结果将所述积分运算结果作为所述目标地区的日温度,其中,所述为在所述d和所述e的区间内的定积分,所述dx为x的微元,所述de为所述e减去所述d得到的差值。

可选的,所述温度日变化曲线函数y=f(x)的最高点的横坐标为所述日最高温度a对应的记录时间a,所述y=f(x)中与所述最高点相邻的最低点的横坐标为所述日最低温度b对应的记录时间b。

本发明实施例中,获取目标地区在一日内的日最高温度和日最低温度;根据所述日最高温度和所述日最低温度,建立所述目标地区的温度日变化曲线函数,其中,所述温度日变化曲线函数的图像为正弦曲线形状;对所述温度日变化曲线函数进行积分运算,得到所述温度日变化曲线函数的积分运算结果,并将所述积分运算结果作为所述目标地区的日温度。这样,通过将所述温度日变化曲线函数进行积分运算得到的积分运算结果作为所述目标地区的日温度,可以提高用日温度表达温度日变化情况的准确度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种计算日温度的方法的流程图;

图2为本发明实施例提供的一种实际中的温度日变化曲线的示意图;

图3为本发明实施例提供的一种温度日变化曲线函数的示意图;

图4为本发明实施例提供的一种计算日温度的装置。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示,本发明实施例提供一种计算日温度的方法,包括:

步骤101、获取目标地区在一日内的日最高温度和日最低温度。

其中,所述获取目标地区在一日内的日最高温度和日最低温度,可以通过在互联网中进行查询得到,或者也可以通过获取用户输入的数据等方式,对获取的方式并不作限定。而所述目标地区可以为任何地区,对此并不作限定。优选的,所述目标地区的纬度l的范围为北纬30度≤l≤北纬60度,或者所述纬度l的范围为南纬30度≤l≤南纬60;比如黑龙江省三江平原地区,在上述地区中,其存在很大的几率出现日最高温度在零度以上,而日最低温度在零度以下的气温变化现象,这样可以使最后的积分运算结果表达温度日变化情况的准确度更高。

步骤102、根据所述日最高温度和所述日最低温度,建立所述目标地区的温度日变化曲线函数,其中,所述温度日变化曲线函数的图像为正弦曲线形状。

其中,所述根据所述日最高温度和所述日最低温度,建立所述目标地区的温度日变化曲线函数,可以是指以所述日最高温度为函数最大值以及以所述日最低温度为函数最小值,建立一个特定的函数,将该特定的函数作为所述目标地区的温度日变化曲线函数。而温度日变化曲线是指通过对连续24小时以内的各温度值进行统计而绘制出来的曲线,具体可以如图2所示,可以看出图2中所示的温度日变化曲线类似于正弦曲线的一段。而所述温度日变化曲线函数的图像为正弦曲线形状,可以是所述温度日变化曲线函数在直角坐标系上的图像能够与某条正弦波形状的曲线相匹配;例如,正弦函数和余弦函数的图像的形状都为正弦波形状,两者的图像可以在直角坐标系手上经过平移等变换后互相重合。

可选的,所述根据所述日最高温度和所述日最低温度,建立所述目标地区的温度日变化曲线函数,包括:

根据所述日最高温度和所述日最低温度建立所述目标地区的温度日变化曲线函数y=f(x);

其中,y为温度,x为时间,且x∈[d,e],所述d和所述e均为实数,以及所述d和所述e之间的差值为所述一日对应的时间,所述y=f(x)的图像的最高点的纵坐标为a,所述y=f(x)的图像的最低点的纵坐标为b,所述a为所述日最高温度,所述b为所述日最低温度。

本实施方式中,所述d和所述e分别为所述温度日变化曲线函数y=f(x)的区间的最小值和最大值;所述一日对应的时间,可以是指一日的时间可以对应转换成的时间,比如所述一日可以对应转成1天、24小时或者1440分钟等。而所述d和所述e之间的差值为所述一日对应的时间,可以是指所述d和所述e之间的差值与所述一日对应的时间相匹配;比如,若所述一日对应的时间被分为24小时,而x轴的单位为天,其中,所述d为0.3,所述e为1.3,则所述d和所述e之间的差值为1天,或者,若所述一日对应的时间被分为1天,而x轴的单位为时,所述d为2,所述e为26,所述d和所述e之间的差值为24时,这两种情况都表示所述d和所述e之间的差值为所述一日对应的时间。当然,所述d和所述e还可以为其他数值,对此并不进行限定。

这样,通过对所述d和所述e进行设定,且使所述d和所述e之间的差值为所述一日对应的时间,有利于根据实际中的各种日温度变化情况灵活的调整所述温度日变化曲线函数的图像,以使图像的准确度较高。

可选的,所述温度日变化曲线函数为正弦函数或余弦函数,所述一日对应的时间为所述温度日变化曲线函数的一个最小正周期。

其中,实际中的大部分温度日变化曲线的形状比较接近正弦曲线的某一段,尤其是类似正弦函数或余弦函数在一个最小正周期内的图像,即就是正弦函数或余弦函数在一个最小正周期内的图像在绝大多数情况下都比较适合于拟合温度日变化曲线。

因此将所述温度日变化曲线函数建立为正弦函数或余弦函数,且所述一日对应的时间为所述温度日变化曲线函数的一个最小正周期;相当于将所述温度日变化曲线函数的图像限定为正弦函数或余弦函数在一个最小正周期内的图像,且区间还与实际的统计时间段对应,这样,可以进一步使所述温度日变化曲线函数的图像与实际中的温度日变化情况更加类似,从而进一步提高精确度。

步骤103、对所述温度日变化曲线函数进行积分运算,得到所述温度日变化曲线函数的积分运算结果,并将所述积分运算结果作为所述目标地区的日温度。

其中,需要先对将所述积分运算结果作为所述目标地区的日温度的原理进行说明:

已知目前对日温度的计算主要是通过日最高温度和日最低温度计算出日温度平均值,将日温度平均值作为日温度。然而,实际中日温度变化是以类似于正弦曲线的方式出现的,比如可以为如图2所示的曲线;而如果将温度日变化曲线完全设定为正弦曲线,即如图3所示的正弦曲线,其中,在图3所示的坐标系中,y为温度,x为时间,a为日最高温度,b为日最低温度,c为曲线初始端,d为计算起始值,e为计算结束值,f为曲线结束端,a为日平均温度,而s1、s2、s3、s4和s5分别代表面积;其中,a大于0,b小于0,为计算方便,可以将温度日变化曲线的初始端到结束端的步长设定为1,即d与e之间的长度为1。那么,如果将温度表现为二维数值的话,从图3中可以看出,日平均温度可以表示为a=(a+b)/2=s4+s2+s5,而实际上的日温度为p=s1+s4+s5-s3,a与p显然不相等,即实际日温度的日变化曲线cabe的面积与日平均温度的直线cfde的矩形面积之间是存在误差的;因此,可以用积分运算的方法来求图3中所示正弦曲线的面积,也即求假定的实际温度日变化曲线的面积,最后将得到的积分运算结果作为日温度,这样便纠正了上述误差,使得计算结果更加精确。

而所述对所述温度日变化曲线函数进行积分运算,可以根据直接积分法、根据几何图形求积分或者换元积分法等运算方法进行积分运算,对此并不作限定。

这样,通过将所述温度日变化曲线函数进行积分运算得到的积分运算结果作为所述目标地区的日温度,其图像的面积更加接近实际中的日温度变化曲线的面积,从而提高了用日温度表达温度日变化情况的准确度。

可选的,所述对所述温度日变化曲线函数进行积分运算,得到所述温度日变化曲线函数的积分运算结果,并将所述积分运算结果作为所述目标地区的日温度的步骤,包括:

对所述进行积分运算,得到积分运算结果将所述积分运算结果作为所述目标地区的日温度,其中,所述为在所述d和所述e的区间内的定积分,所述dx为x的微元,所述de为所述e减去所述d得到的差值;或者,

对所述进行积分运算,得到积分运算结果将所述积分运算结果作为所述目标地区的日温度,其中,所述为在所述d和所述e的区间内的定积分,所述dx为x的微元,所述de为所述e减去所述d得到的差值。

本实施方式中,作为被积函数的所述f(x)均是根据正弦函数公式或者余弦函数公式将a、b、d、de代入后得到的。需要说明的是,所述实际上是正弦函数公式或余弦函数中的ω,即初相,由于所述d和所述e之间的差值与所述温度日变化曲线函数的一个最小正周期相匹配,因此代入所述e减去所述d得到的差值de即可得到示例的,所述或所述的图像可以如图3中所示的曲线。

这样,根据通过公式直接进行积分运算,可以提升计算日温度的效率。

可选的,所述温度日变化曲线函数y=f(x)的最高点的横坐标为所述日最高温度a对应的记录时间a,所述y=f(x)中与所述最高点相邻的最低点的横坐标为所述日最低温度b对应的记录时间b。

其中,所述日最高温度a对应的记录时间a,可以是指在实际中记录到所述日最高温度a时所处于的时间a,所述日最低温度b对应的记录时间b,可以是指在实际中记录到所述日最低温度b时所处于的时间b。而所述与所述最高点相邻的最低点,可以是一个,或者也可以是多个,对此并不作限定。这是由于实际中,可能存在一些地区的记录到日最高温度和日最低温度的时间之间相差较短或较长等特殊情形,例如记录到日最高温度的时间为14时,记录到日最低温度的时间为17时,两者之间只相差3个小时;或者记录到日最低温度的时间为3时,而记录到日最高温度的时间为14时,两者之间则相差11个小时之长。而通过将所述温度日变化曲线函数y=f(x)的最高点的横坐标为所述日最高温度a对应的记录时间a,所述y=f(x)中与所述最高点相邻的最低点的横坐标为所述日最低温度b对应的记录时间b,则可以使图像更接近实际中这些特殊情形的温度日变化情况。

这样,可以使所述温度日变化曲线函数也能满足一些特殊的情形,从而提高了适用范围。

本发明实施例中,通过将所述温度日变化曲线函数进行积分运算得到的积分运算结果作为所述目标地区的日温度,可以提高用日温度表达温度日变化情况的准确度。

如图4所示,本发明实施例提供一种计算日温度的装置,所述装置400包括:

获取模块401,用于获取目标地区在一日内的日最高温度和日最低温度;

建立模块402,用于根据所述日最高温度和所述日最低温度,建立所述目标地区的温度日变化曲线函数,其中,所述温度日变化曲线函数的图像为正弦曲线形状;

运算模块403,用于对所述温度日变化曲线函数进行积分运算,得到所述温度日变化曲线函数的积分运算结果,并将所述积分运算结果作为所述目标地区的日温度。

可选的,所述建立模块402用于根据所述日最高温度和所述日最低温度建立所述目标地区的温度日变化曲线函数y=f(x);

其中,y为温度,x为时间,且x∈[d,e],所述d和所述e均为实数,以及所述d和所述e之间的差值为所述一日对应的时间,所述y=f(x)的图像的最高点的纵坐标为a,所述y=f(x)的图像的最低点的纵坐标为b,所述a为所述日最高温度,所述b为所述日最低温度。

可选的,所述温度日变化曲线函数为正弦函数或余弦函数,所述一日对应的时间为所述温度日变化曲线函数的一个最小正周期。

可选的,所述运算模块403用于对所述进行积分运算,得到积分运算结果将所述积分运算结果作为所述目标地区的日温度,其中,所述为在所述d和所述e的区间内的定积分,所述dx为x的微元,所述de为所述e减去所述d得到的差值;或者,

所述运算模块403用于对所述进行积分运算,得到积分运算结果将所述积分运算结果作为所述目标地区的日温度,其中,所述为在所述d和所述e的区间内的定积分,所述dx为x的微元,所述de为所述e减去所述d得到的差值。

本发明实施例中,装置400可以实现图1所示实施例中提供的方法,即图1实施例中提供的方法都可以由装置400实现,并且能达到相同的有益效果,为避免重复,在此不再赘述。

以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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