(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211352851.3 (22)申请日 2022.11.01 (71)申请人 湖南赛能环测科技有限公司 地址 410100 湖南省长 沙市高新 开发区汇 智中路179号金导园C区7栋 601号 (72)发明人 彭燕　肖科　吴自厚　黄巍　肖秀　 (74)专利代理 机构 长沙楚为知识产权代理事务 所(普通合伙) 43217 专利代理师 李大为 (51)Int.Cl. G01S 7/41(2006.01) G01S 13/95(2006.01) G01W 1/10(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种基于数字孪生技术对气象雷达预测的 方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于数字孪生技术对气 象雷达预测的方法及系统， 其方法包括： 获取数 字探空仪中的探空数据文件， 对 所述探空数据文 件进行预处理形成预处理数据； 基于所述预处理 数据解析出当前气象雷达预测模型结构和所对 应的虚拟气象雷达预测场景； 根据数字孪生体模 拟当前气象雷达预测模型结构的数据特征， 并构 造数字孪生体模 型； 基于数字孪生体模型对所述 预处理数据进行气象图谱分析和气象事件分析， 获取气象系统下的各气象实体预测 信息； 将所述 各气象实体预测信息基于所述虚拟气象雷达预 测场景进行信息呈现。 本发明可以结合气象环境 高度进行实时预测， 为所在区域提供有效气象预 测资料。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115469291 A 2022.12.13 CN 115469291 A 1.一种基于数字 孪生技术对气象雷达预测的方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取数字探空仪中的探空数据文件， 对所述探空数据文件进行预处理形成预处理数 据； 基于所述预处理数据解析出当前气象雷达预测模型结构和所对应的虚拟气象雷达预 测场景； 根据数字孪生体模拟当前气象雷达预测模型结构的数据特征， 并构造数字孪生体模 型； 基于数字孪生体模型对所述预处理数据进行气象图谱分析和气象事件分析， 获取气象 系统下的各气象实体预测信息； 将所述各气象实体预测信息基于所述虚拟气象雷达预测场景进行信息呈现。 2.如权利要求1所述的基于数字孪生技术对气象雷达预测的方法， 其特征在于， 所述探 空数据文件包括从地面到对流层上层每预设间隔的高度Z、 温度T、 相对湿度RH、 露点温度 TD、 气压P、 风向D D、 风速FF。 3.如权利要求2所述的基于数字孪生技术对气象雷达预测的方法， 其特征在于， 所述对 所述探空数据文件进行 预处理形成预处 理数据包括： 将风向DD和风速F F分解为径向风分量V和 纬向风分量U。 4.如权利要求3所述的基于数字孪生技术对气象雷达预测的方法， 其特征在于， 所述基 于所述预处理数据解析出当前气象雷达预测模型结构和所对应的虚拟气象雷达预测场景 包括： 基于高度Z、 温度T、 相对湿度RH、 露点温度TD、 气压P、 径向风分量V和纬向风分量U数据 按照每预设间隔的成型 所在层的雨雾厚度和云底高度参数； 基于每层的雨雾厚度和云底高度参数构建 当前气象雷达预测模型 结构； 通过虚拟现实技术对当前气象雷达预测模型结构中的气象实体进行实物图构建， 确保 当前气象雷达预测模型中的虚拟气象与气象实体保持一 致； 基于预处理数据和当前气象雷达预测模型构建虚拟气象场景， 并在模拟器中对构建的 虚拟气象场景进行渲染。 5.如权利要求4所述的基于数字孪生技术对气象雷达预测的方法， 其特征在于， 所述根 据数字孪生体模拟当前气象雷达预测模型 结构的数据特 征， 并构造数字 孪生体模型包括： 将气象系统数据表示 为统一的数据源 模型； 将原始存储格式转 化为气象实体对象和相关属性； 将所述气象实体对象和相关属性融合并存 储在数据源 模型中。 6.如权利要求5所述的基于数字孪生技术对气象雷达预测的方法， 其特征在于， 所述基 于数字孪生体模型对所述预处 理数据进行气象图谱分析和气象事 件分析包括： 利用气象系统物理模型和历史探空数据文件所对应的历史预处理数据进行的多物理 量、 多时空尺度、 多概 率的仿真过程； 在虚拟空间中完成对气象系统的映射， 反映气象系统的全生命周期过程； 获取全生命周期过程中与所述预处 理数据节点相一 致的各气象实体预测信息 。 7.如权利要求6所述的基于数字孪生技术对气象雷达预测的方法， 其特征在于， 所述将 所述各气象实体预测信息基于所述虚拟气象雷达预测场景进行信息呈现包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115469291 A 2将所述各气象实体预测信息全面映射在各气象实体所对应的虚拟气象雷达预测场景 中； 通过模型优化和渲染方法将所述各气象实体预测信息呈现所述虚拟气象雷达预测场 景中。 8.一种基于数字 孪生技术对气象雷达预测的系统， 其特 征在于， 所述系统包括： 预处理模块， 用于获取数字探空仪中的探空数据文件， 对所述探空数据文件进行预处 理形成预处 理数据； 模型解析模块， 用于基于所述预处理数据解析出当前气象雷达预测模型结构和所对应 的虚拟气象雷达预测场景； 孪生体处理模块， 用于根据数字孪生体模拟当前气象雷达预测模型结构的数据特征， 并构造数字 孪生体模型； 信息处理模块， 用于基于数字孪生体模型对所述预处理数据进行气象图谱分析和气象 事件分析， 获取气象系统下的各气象实体预测信息； 虚拟显示模块， 用于将所述各气象实体预测信 息基于所述虚拟气象雷达预测场景进行 信息呈现。 9.如权利要求8所述的基于数字孪生技术对气象雷达预测的系统， 其特征在于， 所述探 空数据文件包括从地面到对流层上层每预设间隔的高度Z、 温度T、 相对湿度RH、 露点温度 TD、 气压P、 风向D D、 风速FF。 10.如权利要求8 或者9所述的基于数字孪生技术对气象雷达预测的系统， 其特征在于， 所述模型解析模块用于基于高度Z、 温度T、 相对湿度RH、 露点 温度TD、 气 压P、 径向风分量V和 纬向风分量U数据按照每预设间隔的成型所在层的雨雾厚度和云底高度参数； 基于每层的 雨雾厚度和云底高度参数构建当前气象雷达预测模型结构； 通过虚拟现实技术对当前气象 雷达预测模型结构中的气象实体进行实物图构建， 确保当前气象雷达预测模型中的虚拟气 象与气象实体保持一致； 基于预处理数据和当前气象雷达预测模型构建虚拟气象场景， 并 在模拟器中对构建的虚拟气象场景进行渲染。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115469291 A 3