一種臺風路徑預測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種臺風路徑預測方法，屬于臺風預測技術領域。
【背景技術】
[0002] 國內目前大部分的氣象局對臺風的預測方法采用的都是數值預報法，而對于這些 臺風路徑的預測方法、模型具有一定的局限性，例如，預測時間較長，算法復雜度太高，需要 大型計算機來進行運算，模型需要的參數過于復雜，需要大量的數據來進行推算，得出最終 的結果。
【發明內容】
[0003] 針對上述技術問題，本發明所要解決的技術問題是提供一種臺風路徑預測方法， 采用基于范例推理的技術，并結合客觀預報的方法對臺風移動路徑進行相似性預測，大大 提高了臺風路徑預測的工作效率。
[0004] 本發明為了解決上述技術問題采用以下技術方案:本發明設計了一種臺風路徑預 測方法，基于歷史臺風數據，針對初期待預測臺風的移動路徑進行預測，獲得初期待預測臺 風的預測移動路徑，包括如下步驟：
[0005] 步驟001.獲得初期待預測臺風所對應預設各個參數種類的參數信息，并進入步驟 002；
[0006] 步驟002.針對初期待預測臺風所對應預設各個參數種類的參數信息，分別預設波 動變化規則，獲得相對初期待預測臺風所對應預設各個參數種類的參數信息的波動變化規 貝1J，并進入步驟003;
[0007] 步驟003.針對歷史臺風，篩選獲得符合相對初期待預測臺風所對應預設各個參數 種類的參數信息的波動變化規則的各個歷史臺風，作為待選歷史臺風，并進入步驟004;
[0008] 步驟004.獲得各個待選歷史臺風的移動路徑，并將該各個待選歷史臺風的移動路 徑作為初期待預測臺風的各條初級預測移動路徑，實現針對初期待預測臺風的預測，然后 進入步驟005;
[0009] 步驟005.針對初期待預測臺風各條初級預測移動路徑上的形成位置，利用空間相 似度模型，分別獲得該各個形成位置與初期待預測臺風形成位置之間的相似度，并獲得最 高相似度所對應形成位置所在的初級預測移動路徑，然后將該初級預測移動路徑作為初期 待預測臺風的預測移動路徑。
[0010] 作為本發明的一種優選技術方案:所述步驟001中，所述預設各個參數種類包括初 期待預測臺風的形成日期、初期待預測臺風的形成位置、初期待預測臺風的初始移動方向 和初始移動速度。
[0011] 作為本發明的一種優選技術方案:所述步驟002中，針對初期待預測臺風的形成日 期，預設波動變化范圍，構成季節相似判斷范圍；針對初期待預測臺風的形成位置，預設波 動變化范圍，構成地理相似判斷范圍；針對初期待預測臺風的初始移動方向，預設波動變化 范圍，構成移向相似判斷范圍；針對初期待預測臺風的初始移動速度，預設波動變化范圍， 構成移速相似判斷范圍；
[0012]所述步驟003中，針對歷史臺風，篩選同時符合季節相似判斷范圍、地理相似判斷 范圍、移向相似判斷范圍和移速相似判斷范圍的各個歷史臺風，作為待選歷史臺風。
[0013] 作為本發明的一種優選技術方案:所述步驟002中，針對初期待預測臺風形成日期 的前后，分別設定預設天數，構成季節相似判斷范圍；
[0014] 所述步驟003中，針對歷史臺風，篩選獲得形成日期位于季節相似判斷范圍內的各 個歷史臺風。
[0015] 作為本發明的一種優選技術方案:所述步驟002中，針對初期待預測臺風的形成位 置，以該形成位置為圓心半徑不大于預設煒距的范圍，構成地理相似判斷范圍；
[0016] 所述步驟003中，針對歷史臺風，篩選獲得形成位置位于地理相似判斷范圍內的各 個歷史臺風。
[0017] 作為本發明的一種優選技術方案:所述步驟005中，針對初期待預測臺風各條初級 預測移動路徑上的形成位置，根據所述預設煒距，以及初期待預測臺風形成位置，根據如下 空間相似度模型：
[0018]
[0019] 分別獲得初期待預測臺風各條初級預測移動路徑上形成位置與初期待預測臺風 形成位置之間的相似度SSIk，其中，1^={1，一，1(}，1(為初期待預測臺風的初級預測移動路徑 的條數，即待選歷史臺風的個數;SSI k表示初期待預測臺風第k條初級預測移動路徑上形成 位置與初期待預測臺風形成位置之間的相似度;dk表示初期待預測臺風第k條初級預測移 動路徑上的形成位置，與初期待預測臺風形成位置之間的距離;D表示預設煒距。
[0020] 作為本發明的一種優選技術方案:所述步驟002中，針對初期待預測臺風的初始移 動方向，設定與該初始移動方向偏差預設角度的范圍，作為移向相似判斷范圍；
[0021] 所述步驟003中，針對歷史臺風，篩選獲得初始移動方向位于移向相似判斷范圍內 的各個歷史臺風。
[0022]作為本發明的一種優選技術方案:所述步驟002中，針對初期待預測臺風初始移動 速度，設定預設速度大小的上下波動范圍，構成移速相似判斷范圍；
[0023]所述步驟003中，針對歷史臺風，篩選獲得初始移動速度位于移速相似判斷范圍內 的各個歷史臺風。
[0024]本發明所述一種臺風路徑預測方法采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下 技術效果:本發明設計的臺風路徑預測方法，采用基于范例推理的技術，并結合客觀預報的 方法對臺風移動路徑進行相似性預測，首先在預測上大大縮短了傳統數值預報所需要的時 間，同時對于傳統預測法，需要大型計算機進行輔助運行而言，一方面，本發明所設計的預 測方法在運行的復雜度上，只需要一臺配置較高的小型服務器即可；另一方面，本發明所設 計的預測方法，對于所需要的參數也較少，不需要大量的參數進行輸入，大大提高了臺風路 徑預測的工作效率。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發明設計臺風路徑預測方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面結合說明書附圖針對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0027] 如圖1所示，本發明設計的一種臺風路徑預測方法在實際應用過程當中，基于歷史 臺風數據，針對初期待預測臺風的移動路徑進行預測，獲得初期待預測臺風的預測移動路 徑，具體包括如下步驟：
[0028] 步驟001.采用函數file〇通過相關氣象網站進行讀取，獲得初期待預測臺風所對 應預設各個參數種類的參數信息，構成數據集data_typhoon，并利用htmlspecialcharsO 函數，將data_typh〇〇n數據集轉化為字符型，再利用正則表達式從上述數據集中匹配出具 體的初期待預測臺風的參數信息，并進入步驟002;其中，所述預設各個參數種類包括初期 待預測臺風的形成日期、初期待預測臺風的形成位置、初期待預測臺風的初始移動方向和 初始移動速度等等，具體詳見下表1所不：
[0029]
[0030] 表 1
[0031]步驟002.針對初期待預測臺風形成日期的前后，分別設定預設天數15天，構成季 節相似判斷范圍。
[0032]與初期待預測臺風形成位置相距過遠的歷史臺風，其地理位置的地形或者洋流、 季風等因素與初期待預測臺風必然相差甚大，因此，針對初期待預測臺風的形成位置，以該 形成位置為圓心半徑不大于預設2.0煒距的范圍，構成地理相似判斷范圍；即與初期待預測 臺風的形成位置距離在2.0煒距以內的歷史臺風滿足地理相似判斷范圍，這里，在計算距離 時，因為地球是一球體，所以兩個地點之間的連線為一條弧線，弧線的長度計算公式較為復 雜，多次重復該運算會影響到算法的時間效率，故此，以平面上兩點之間的距離cU代替弧長 距離，平而Η的陽窗山咖MW誦?寸乞1股雜捆首接進行求解獲得，具體的運算公式如下所示：
[0033]
[0034]其中，? = {1，···，1}，1表示歷史臺風的個數，di表示第i個歷史臺風形成位置與初 期待預測臺風形成位置之間的距離，D表示預設2.0煒距，（Xl，yi)表示第i個歷史臺風，（x，y) 表示初期待預測臺風的形成位置。
[0035] 針對初期待預測臺風的初始移動方向，設定與該初始移動方向偏差預設角度的范 圍，作為移向相似判斷范圍，這里預設角度的