(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 202211147558.3 (22)申请日 2022.09.19 (71)申请人 新疆兴农网信息中心 地址 830002 新疆维吾尔自治区乌鲁 木齐 市天山区建国路327号 申请人 新疆维吾尔自治区气象信息中心 （新疆维吾尔自治区气象档案馆） 　 国家气象信息中心 （中国气象局气 象数据中心） 　 中国气象局乌鲁 木齐沙漠气象研究 所 (72)发明人 张祖莲　李庆雷　张璞　毛炜峄　 李江　王命全　黄娟　 (74)专利代理 机构 北京冠榆知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 11666 专利代理师 田由甲(51)Int.Cl. G06F 16/2458(2019.01) G06F 16/29(2019.01) G06F 17/18(2006.01) G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 一种多源实况数据在新疆城市暴雨天气中 的释用评估方法 (57)摘要 本发明公开一种多源实况数据在新疆城市 暴雨天气中的释用评估方法， 包括如下步骤： P1、 在特定区域内选取特定时间段， 对四种多源数据 进行读取解析； P2、 确定气象要素温度和风的插 值算法； P3、 确定气象要素降雨的插值算法； P4、 对气象要素温度进行四种多源数据的对比评估； P5、 对气象要素风进行四种多源数据的对比评 估； P6、 对气象要素降雨进行四种多源数据的对 比评估； P7、 选 取降雨量最大时刻， 进行四种多源 数据的释用评估分析； P8、 选 取特定站点， 进行四 种多源数据的释用评估分析； 本发 明提供的释用 评估方法， 从时间和空间上明确给出不同多源融 合数据的对比评估结果， 快速准确的给出任意位 置降雨强度， 为预警信息发布提前时间提供参 考。 权利要求书4页 说明书15页 附图10页 CN 115470269 A 2022.12.13 CN 115470269 A 1.一种多源实况数据在新疆城市暴雨天气中的释用评估方法， 其特征在于， 包括如下 步骤： P1、 确定研究时段， 对ART、 CARAS、 Rader、 FY4四种多源数据进行读取并解析到特定区域 内； P2、 确定温度气象要素的插值 算法以及风的风U分量和风V分量气象要素的插值 算法； P3、 确定降雨 量气象要素的插值 算法； P4、 开展四种多源数据中温度气象要素的对比评估； P5、 开展四种多源数据中风气象要素的对比评估； P6、 开展四种多源数据中降雨 量气象要素的对比评估； P7、 选取降雨 量最大时刻， 进行四种多源数据的释用评估分析； P8、 选取特定站点， 进行四种多源数据的释用评估分析。 2.根据权利要求1所述的一种多源实况数据在新疆城市暴雨天气中的释用评估方法， 其特征在于， 在步骤P1中， 步骤P101： 特定区域为选择经度为lon1 ‑lon2、 维度为lat1 ‑lat2的常住人口在200万以 上、 地形复杂的城市区域； 步骤P102： 特定时间段为选择在特定城市内有局部暴雨的、 需高分辨率1km ×1km实况 气象数进行定位的时间段， 且局部暴 雨会造成特别大危害； 步骤P103： ART数据， 为中国区域1km分辨率多源融合实况分析产品ART_1km进行解析， 首先用查询数据起始经纬度、 数据长度宽度， 使用python解析， 按着由南到北， 由西 到东， 经 纬度由小到大， 逐0.01进行递增， 获取字典里值为解析出来的不同气象要素的值作为数据 类型的值； 步骤P104： CARAS数据， 为中国气象局公共服务中心建立了全国精细化1km ×1km/1h地 面实况专业服务产品生成系统， 逐小时滚动生成全国1km  x 1km地面实况专业服务产品 CARAS‑SUR1km进行解析， 一个数据同时解析出4个气象要素值， 2t， 10U， 10V， r字段值分别表 示： 温度， 风U方向， 风V方向， 降雨 量； 关于经纬度解析 方法同ART数据； 步骤P105： Rader数据产品， 由中国气象局探测中心生成下发， 空间分辨率1km ×1km， 描 述全国天气雷达定量估测降水业务， 选择预估未来 1h降雨量； 对该数据进 行解析， 解析各站 点开始经度、 开始纬度、 中心经度、 中心纬度、 经度方向分辨率、 纬度方向分辨率、 垂直方向 的高度、 每一层的向量数； 步骤P106： FY4A数据QPE产品， 首先利用极轨卫星微波降水和 静止卫星红外通道亮温， 采用概率密度匹配的方法， 建立随时空变化的FY ‑2&4卫星红外10～11μm亮温降水的查找 表， 从而形成卫星估计降水； 之后利用地面观测雨量计资料进一步提高区域卫星估计降水 精度， 形成综合的降水估计产品； 对该数据进行解析， 通过python读取数据 获取数据的值， 通过编译 文件翻译出 数据值对应的经纬度， 读取的数据值 为反演降雨产品。 3.根据权利要求1所述的一种多源实况数据在新疆城市暴雨天气中的释用评估方法， 其特征在于， 在步骤P2中， 温度气象要素以及风的风U分量和风V分量气象要素均采用双线 性插值算法， 双线性插值 算法如下： 获取最邻近4个格点的位置， 在两个方向分别进行一 次线性插值， 按照其距目标点的距 离赋予相应的权 重进行线性插值；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115470269 A 2其公式如下， 要获得未知函数f在点P＝(x,y)的值， 目标点P最邻近的四个格点位置分 别为Q11(x1,y1)、 Q12(x1,y2)、 Q21(x2,y1)、 Q22(x2,y2)， 则有函数f(x,y)在目标点P的值为如下 公式(1)： 式(1)中， x,y表示经纬 度的位置， 若x＝x1， y＝y1， 则f(x,y)＝f(Q11)， 若x＝x1， y＝y2， 则 f(x,y)＝f(Q12)， 若x＝x2， y＝y1， 则f(x,y)＝f(Q21)， 若x＝x2， y＝y2， 则f(x,y)＝f(Q22)。 4.根据权利要求1所述的一种多源实况数据在新疆城市暴雨天气中的释用评估方法， 其特征在于， 在步骤P3中， 降雨量气象要素采用距离倒数插值法算法和邻近值算法结合以 获取任意 位置的降雨 值； 步骤P301： 降雨插值， 对于四种多源数据的降雨量气象要素采用距离倒数插值法， 获取 位置(x,y)的降雨量值f(x,y)， 其核心 思想是获取最邻近Q(xi,yi)个格点的位置， 目标点P最 邻近的格 点位置为Q(xi,yi)， 根据距离衰减规律， 对目标点P的空间距离进行加权， 得到目标 点P的降雨 量值f(x,y)为如下公式(2)： 式(2)中n ＝4； x,y表示经纬度的位置； xi,yi表示目标点P最临近点的经纬度的位置； 邻近值算法如下： 步骤P302： 雷达反演的降雨量产品， 根据雷达反演的降雨产品所在位置W的经纬度， 距 所在位置W逐1km增加， 获取距离位置W经纬度内所有反演降雨量值的平均值作为位置W的降 雨量值， 然后进行均方根误差和降雨量准确 率检验， 选择均方根误差最低和降雨量准确 率 最高的邻近的公里作为雷达反演产品NRader邻近取值； 步骤P303： 卫星反演的降雨产品， 根据卫星反演的降雨产品所在位置S的经纬度， 距所 在位置S逐4km增加， 获取距离位置S经纬度内所有反演降雨值的平均值作为位置S的降雨量 值， 选择均方根误差最低和降雨量准确率最高的邻近的公里作为卫星反演产品NFY4邻近取 值。 5.根据权利要求1所述的一种多源实况数据在新疆城市暴雨天气中的释用评估方法， 其特征在于， 在步骤P4中， 对温度气象要素进行对比评估的过程如下： P401、 观测站点温度分析， 将气象观测站点处的温度观测数据分划为： 平均温度≤18 ℃、 18℃＜平均 温度≤22℃、 平均 温度＞22℃， 共三种指标， 并分别对三种指标内的平均 温 度、 平均降温、 平均海拔进行分析； P402、 多源数据温度气象要素进行检验， 根据气象观测站点的温度数据， 对多源数据 CARAS和ART的温度均方根误差和准确率从时间序列上进 行逐时刻对比检验， 同时对多源 数 据CARAS和ART的温度均方根误差和准确率从空间分布上进 行逐站点对比检验， 其中均方根权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115470269 A 3