基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法及系统与流程

本发明涉及气象预报预警空中积冰分析处理，特别涉及一种基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法及系统。

背景技术：

1、目前，基于数值天气预报产品，利用空中积冰诊断算法进行积冰潜势预报预警是常用方法。但是，现有空中积冰诊断算法均为工程经验公式，存在一定的漏报和空报风险，需要算法开发使用者进行对比、校验和订正。当前，空中积冰诊断算法的对比校验多为人工完成，依靠开发使用者人工收集典型案例、编写计算作业，手动处理计算结果进行对比分析。这不但占去了算法开发使用者的大量时间，严重影响了工作效率。同时，人工进行空中积冰诊断算法对比验证覆盖案例少，对比分析结果依赖人工经验和定性分析，无法实现对比验证工作的自动化、流程化和精确量化。而且，人工完成的少量对比验证案例结果不易复用，无法有效支撑对诊断算法结果进行订正，无法实现更高效且更自动化的对比验证过程、参数或结果订正过程。

2、因此，有必要提供一种新的基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法和系统，以解决现有技术中对比分析结果依赖人工经验和定性分析，无法实现对比验证工作的自动化、流程化和精确量化，人工完成的少量对比验证案例结果不易复用，无法有效支撑对诊断算法结果进行订正，无法实现更高效且更自动化的对比验证过程、参数或结果订正过程等的技术问题。本发明采用以下技术方案以解决上述问题。

2、本发明第一方面提出一种基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法，包括：基于数字地球底层数据库和引接提取的多源气象数据，建立空中积冰历史案例库，所述多源气象数据包括航空空中积冰报告、观探测资料、数值预报产品和再分析数据；根据所建立的空中积冰历史案例库中的样本数据，进行多种空中积冰诊断算法的分析评估处理；根据多种空中积冰诊断算法的分析评估处理数据，采用分级权重集成方法，确定各空中积冰诊断算法的综合权重系数和空中积冰强度指数订正方程，具体包括采用以下权重系数，计算各空中积冰诊断算法的综合权重系数：准确率权重系数、空报率权重系数、漏报率权重系数；

3、接收当前用户输入，利用所确定的空中积冰强度指数订正方程，生成与当前用户输入相匹配的空中积冰预警信息。

4、根据可选实施方式，所述计算空中积冰诊断算法的综合权重系数，包括：采用以下表达式，计算获得各空中积冰诊断算法的综合权重系数：

5、;

6、其中，ti表示第i个空中积冰诊断算法的综合权重系数，i为正整数，具体包括1、2、3、...、n；yi表示第i个空中积冰诊断算法的准确率权重系数，i为正整数，具体包括1、2、3、...、n；zi表示第i个空中积冰诊断算法的空报率权重系数，i为正整数，具体包括1、2、3、...、n；wi表示第i个空中积冰诊断算法的漏报率权重系数，i为正整数，具体包括1、2、3、...、n；b表示与准确率权重系数yi相对应的占比；c表示与空报率权重系数zi相对应的占比；d表示与漏报率权重系数wi相对应的占比；b在0.3～0.5的范围内，c在0.3～0.5的范围内，d在0.1～0.3的范围内，且保证b+c+d=1。

7、根据可选实施方式，进一步包括：根据计算获得的各空中积冰诊断算法的综合权重系数，确定空中积冰强度指数订正方程：

8、;

9、其中，a表示订正后的积冰强度指数；ti表示第i个空中积冰诊断算法的综合权重系数，i为正整数，具体包括1、2、3、...、n；表示第i个空中积冰诊断算法诊断得到的积冰强度指数，每一个积冰强度指数对应有一个积冰等级，i为正整数，具体包括1、2、3、...、n。

10、本发明第二方面提供一种基于数字地球的空中积冰预警信息生成系统，采用本发明第一方面所述的基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法，所述空中积冰预警信息生成系统包括：多源气象数据引接提取模块、空中积冰历史案例库管理模块、空中积冰诊断算法验证评估模块、空中积冰诊断算法智能订正模块、地理信息显示服务模块、空中积冰预警信息显示模块，其中，空中积冰诊断算法验证评估模块基于空中积冰历史案例库中的历史样本实现空中积冰诊断算法的对比验证和准确率、空报率和漏报率统计分析评估；空中积冰诊断算法智能订正模块基于空中积冰诊断算法统计分析数据进行诊断结果智能订正，计算获得各个空中积冰诊断算法的综合权重系数和空中积冰强度指数订正方程，生成更新后的空中积冰预警信息。

11、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明第一方面所述的方法。

12、第四方面，本发明提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明第一方面所述的方法。

13、与现有技术相比，本发明具有以下优点与有益效果：

14、本发明通过基于数字地球框架，具体通过将多源气象数据引接处理、建立空中积冰历史案例库、多种空中积冰算法对比验证、空中积冰诊断算法的订正处理、空中积冰预警信息可视显示等，实现数据标准化、流程自动化、订正智能化、结果可视化，有效提高了空中积冰诊断算法开发验证和订正处理的自动化，提高了确定空中积冰等级或积冰程度的准确性和可靠性。

15、此外，当有新的空中积冰案例样本时会自动更新样本，即基于案例库大量样本，自动进行多种空中积冰诊断算法的对比验证，并给出准确率、空报率和漏报率等统计分析参数，方便、快捷、准确，有效避免了现有人工算法比对验证覆盖样本少、工作效率低的问题，大大提高了空中积冰算法开发、调试、优化和验证的工作效率。

16、此外，基于空中积冰诊断算法对比验证结果（包括准确率、空报率和漏报率等）、统计分析数据，自动采用分级权重集成方法，实现诊断结果的订正功能，计算获得各个空中积冰诊断算法的综合权重系数和空中积冰强度指数的订正方程，生成订正后的空中积冰预警信息，有效提高了空中积冰潜势诊断和严重程度的准确度。

17、此外，基于数字地球框架，在所生成的空中积冰预警信息上叠加地理数据显示信息，在二维/三维可视化环境中展现气象环境要素和空中积冰诊断预警信息，为用户提供清晰直观、身临其境的使用体验。

技术特征：

1.一种基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法，其特征在于，进一步包括：

3.根据权利要求1所述的基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法，其特征在于，所述计算各空中积冰诊断算法的综合权重系数，包括：

4.根据权利要求1所述的基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法，其特征在于，进一步包括：

5.根据权利要求1所述的基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法，其特征在于，进一步包括：

6.根据权利要求4所述的基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法，其特征在于，具体通过以下步骤来完成引接处理：

7.根据权利要求1所述的基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法，其特征在于，进一步包括更新空中积冰预警信息的步骤，具体包括：

8.根据权利要求1所述的基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法，其特征在于，进一步包括更新空中积冰预警信息的步骤，具体包括：

9.根据权利要求1所述的基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法，其特征在于，包括：

10.一种基于数字地球的空中积冰预警信息生成系统，其特征在于，采用权利要求1所述的基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法，所述空中积冰预警信息生成系统包括：

技术总结本发明属于气象预报预警空中积冰分析处理技术领域，提供一种基于数字地球的空中积冰预警信息生成方法及系统，该方法包括：建立空中积冰历史案例库；根据所建立的空中积冰历史案例库中的样本数据，进行多种空中积冰诊断算法的分析评估处理；根据多种空中积冰诊断算法的分析评估处理数据，采用分级权重集成方法，确定各空中积冰诊断算法的综合权重系数和空中积冰强度指数订正方程；接收当前用户输入，利用所确定的各空中积冰诊断算法的积冰强度指数订正方程，生成与当前用户输入相匹配的空中积冰预警信息。本发明有效提高了空中积冰诊断算法开发验证和订正处理的自动化，提高了确定空中积冰等级或积冰程度的准确性和可靠性。技术研发人员：黄华,窦长旭,尹辉,陈晓磊,王孝禹,张丽霞,高龙,田刚,宁昊,何双双受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十五研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/8