气象观测数据同化及高分辨率降尺度系统及方法与流程

本公开涉及能源，具体地，涉及一种气象观测数据同化及高分辨率降尺度系统及方法。

背景技术：

1、随着气象观测技术的不断发展，在对气象数据进行分析的过程中，获得了越来越多的高精度观测数据。然而，如何有效地利用这些数据，提高气象预报的准确性和精细化程度，是当前面临的重要问题。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种气象观测数据同化及高分辨率降尺度系统及方法，以解决相关技术中气象预报数据的准确性和精细化程度较低的技术问题，具体技术方案如下：

2、在本申请实施例的第一方面，提供一种气象观测数据同化及高分辨率降尺度系统，所述系统包括：数据采集模块、数据同化模块、高分辨率降尺度模块和数据可视化模块；

3、所述数据采集模块，用于获取气象观测装置中采集到的原始观测数据，并对所述原始观测数据进行数据筛选和预处理，以生成目标观测数据发送至所述数据同化模块；

4、所述数据同化模块，用于根据目标观测数据和预设数值模型，对预设系统模型进行迭代更新，直至所述预设系统模型收敛后生成目标系统模型，并对所述目标观测数据进行同化处理后，生成气象同化数据，根据所述目标系统模型对所述气象同化数据进行分析处理，生成气象预报数据发送至所述高分辨率降尺度模块；

5、所述高分辨率降尺度模块，用于对所述气象预报数据进行降尺度处理，生成高分辨率气象数据发送至所述数据可视化模块；

6、所述数据可视化模块，用于对所述高分辨率气象数据进行可视化处理，生成用于显示的气象图表数据。

7、可选地，所述根据目标观测数据和预设数值模型，对预设系统模型进行迭代更新，直至所述预设系统模型收敛后生成目标系统模型，包括：

8、确定所述目标观测数据和所述预设数值模型之间的差异数据；

9、根据所述差异数据对所述预设系统模型进行迭代更新，生成所述目标系统模型。

10、可选地，所述确定所述目标观测数据和所述预设数值模型之间的差异数据，包括：

11、获取所述预设系统模型在上一个迭代更新时期对应系统状态的先验概率分布信息；

12、根据所述预设系统模型和所述先验概率分布信息，确定当前系统状态的预测概率分布信息；

13、将所述目标观测数据与所述预测概率分布信息进行比较，生成所述差异数据。

14、可选地，所述根据所述差异数据对所述预设系统模型进行迭代更新，生成所述目标系统模型，包括：

15、根据所述差异数据，通过贝叶斯公式计算所述预设系统模块对应系统状态的后验数据分布；

16、将所述后验数据分布作为先验分布，对所述预设系统模型进行迭代更新，以生成所述目标系统模型。

17、可选地，所述对所述目标观测数据进行同化处理后，生成气象同化数据，包括：

18、根据所述目标观测数据，生成所述目标系统模型的围观尺度同化结果；

19、根据所述围观尺度同化结果初始化预设宏观尺度模型，生成宏观尺度同化结果；

20、将所述宏观尺度同化结果作为边界和初始化条件，更新预设围观尺度模型，以生成同化微观场；

21、根据所述同化微观场对所述宏观尺度同化结果进行修正，生成所述气象同化数据。

22、可选地，所述根据所述同化微观场对所述宏观尺度同化结果进行修正，生成所述气象同化数据，包括：

23、根据所述同化微观场和所述宏观尺度同化结果，对预设多尺度模型进行联合数据同化，生成目标多尺度模型；

24、根据所述目标多尺度模型和所述宏观尺度同化结果，生成所述气象同化数据。

25、可选地，所述对所述高分辨率气象数据进行可视化处理，生成用于显示的气象图表数据，包括：

26、获取所述高分辨率气象数据中的三维可视化特征；

27、根据所述三维可视化特征，生成所述气象图表数据。

28、在本申请实施例的第二方面，提供一种气象观测数据同化及高分辨率降尺度方法，其特征在于，应用于上述第一方面中任一项所述的系统，所述方法包括：

29、获取气象观测装置中采集到的原始观测数据，并对所述原始观测数据进行数据筛选和预处理，以生成目标观测数据发送至所述数据同化模块；

30、根据目标观测数据和预设数值模型，对预设系统模型进行迭代更新，直至所述预设系统模型收敛后生成目标系统模型，并对所述目标观测数据进行同化处理后，生成气象同化数据，根据所述目标系统模型对所述气象同化数据进行分析处理，生成气象预报数据发送至所述高分辨率降尺度模块；

31、对所述气象预报数据进行降尺度处理，生成高分辨率气象数据发送至所述数据可视化模块；

32、对所述高分辨率气象数据进行可视化处理，生成用于显示的气象图表数据。

33、在本申请实施例的第三方面，提供一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现本公开第二方面中所述气象观测数据同化及高分辨率降尺度方法的步骤。

34、在本申请实施例的第四方面，提供一种电子设备，包括：

35、存储器，其上存储有计算机程序；

36、处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开第二方面中任一项所述气象观测数据同化及高分辨率降尺度方法的步骤。

37、由上可知，本申请实施例至少带来以下有益效果：

38、通过上述方式，获取气象观测装置中采集到的原始观测数据，并对原始观测数据进行数据筛选和预处理，以生成目标观测数据发送至数据同化模块，根据目标观测数据和预设数值模型，对预设系统模型进行迭代更新，直至预设系统模型收敛后生成目标系统模型，并对目标观测数据进行同化处理后，生成气象同化数据，根据目标系统模型对气象同化数据进行分析处理，生成气象预报数据发送至高分辨率降尺度模块，对气象预报数据进行降尺度处理，生成高分辨率气象数据发送至数据可视化模块，对高分辨率气象数据进行可视化处理，生成用于显示的气象图表数据。从而实现气象数据的快速同化处理和高分辨率降尺度分析，生成可供用户直观查看的可视化气象数据。

技术特征：

1.一种气象观测数据同化及高分辨率降尺度系统，其特征在于，所述系统包括：数据采集模块、数据同化模块、高分辨率降尺度模块和数据可视化模块；

2.根据权利要求1所述的气象观测数据同化及高分辨率降尺度系统，其特征在于，所述根据目标观测数据和预设数值模型，对预设系统模型进行迭代更新，直至所述预设系统模型收敛后生成目标系统模型，包括：

3.根据权利要求2所述的气象观测数据同化及高分辨率降尺度系统，其特征在于，所述确定所述目标观测数据和所述预设数值模型之间的差异数据，包括：

4.根据权利要求2所述的气象观测数据同化及高分辨率降尺度系统，其特征在于，所述根据所述差异数据对所述预设系统模型进行迭代更新，生成所述目标系统模型，包括：

5.根据权利要求1所述的气象观测数据同化及高分辨率降尺度系统，其特征在于，所述对所述目标观测数据进行同化处理后，生成气象同化数据，包括：

6.根据权利要求5所述的气象观测数据同化及高分辨率降尺度系统，其特征在于，所述根据所述同化微观场对所述宏观尺度同化结果进行修正，生成所述气象同化数据，包括：

7.根据权利要求1-6中任一项的气象观测数据同化及高分辨率降尺度系统，其特征在于，所述对所述高分辨率气象数据进行可视化处理，生成用于显示的气象图表数据，包括：

8.一种气象观测数据同化及高分辨率降尺度方法，其特征在于，应用于上述权利要求1-7中任一项所述的系统，所述方法包括：

9.一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求7中所述气象观测数据同化及高分辨率降尺度方法的步骤。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

技术总结
本公开涉及一种气象观测数据同化及高分辨率降尺度系统及方法，该方法包括：获取气象观测装置中采集到的原始观测数据，对原始观测数据进行数据筛选和预处理，生成目标观测数据发送至数据同化模块，根据目标观测数据和预设数值模型，对预设系统模型进行迭代更新，对目标观测数据进行同化处理后，生成气象同化数据，根据目标系统模型对气象同化数据进行分析处理，生成气象预报数据发送至高分辨率降尺度模块，对气象预报数据进行降尺度处理，生成高分辨率气象数据发送至数据可视化模块，对高分辨率气象数据进行可视化处理，生成气象图表数据。从而实现气象数据的快速同化处理和高分辨率降尺度分析，生成可供用户直观查看的可视化气象数据。

技术研发人员：伍柳源,唐署光,赵威
受保护的技术使用者：深圳市千百炼科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8