CN110441830B - 基于自动气象站的小区域天气预测方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于自动气象站的小区域天气预测系统、方法及存储介质，包括以下：步骤1、每隔阈值时间获取自动气象站的天气信息数据，显示供用户了解其所处区域的天气信息情况；步骤2、将每一个网状分布的自动气象站视为一个雨量传感器，并将雨量传感器的读数十等分地划分为0‑10的十个等级；步骤3、当用户所处的小区域内出现降雨时，根据降雨位置临近的示数由0变成非0的雨量传感器的位置，并由出现降雨位置向示数由0变成非0的雨量传感器的位置作出降雨云层移动路径预测图；步骤4、根据降雨云层移动路径预测图以及风速向量对降雨云层的移动进行预测。本发明能够预测用户附近小区域内的较为精准的天气信息，从而使人们的生活质量得到改善。

Description

基于自动气象站的小区域天气预测方法及存储介质

技术领域

本发明涉及天气预测领域，尤其涉及基于自动气象站的小区域天气预测系统、方法及存储介质。

背景技术

天气是人们非常关心的一个热点问题，对天气的预测能够解决许许多多的问题，自古以来也流传下来了很多有关天气的预测经验，但是随着人民生活水平的不断提高，科技的不断发展，仅仅依靠经验来对天气进行预测往往是不能满足人们需求的，人们需要更为准确的、智能的对天气预测的方法。

如今的天气预测一般是通过气象局根据卫星云图对天气进行预测，然后通过天气预报的形式将预测的天气告知人们。但是因为气象局要兼顾的东西很多，也不能够根据人们的需求去调整预测的范围以及在人们需要的时间对天气进行快速预测。

自动气象站，是指在某一地区根据需要，建设的能够自动探测多个要素，无需人工干预，即可自动生成报文，定时向中心站传输探测数据的气象站，是弥补空间区域上气象探测数据空白的重要手段。由气象传感器、微电脑气象数据采集仪、电源系统、防辐射通风罩、全天候防护箱和气象观测支架、通讯模块等部分构成。能够用于对风速、风向、雨量、空气温度、空气湿度、光照强度、土壤温度、土壤湿度、蒸发量、大气压力等十几个气象要素进行全天候现场监测。可以通过专业配套的数据采集通讯线与计算机进行连接，将数据传输到气象计算机气象数据库中，用于统计分析和处理。

当今市场急需一种小区域天气预测方法，能够基于用户附近的自动气象站，根据用户附近的自动气象站自动测得的数据，判断出用户附近小区域内的较为精准的天气信息，从而使人们的生活质量得到改善。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供基于自动气象站的小区域天气预测系统、方法及存储介质。

为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

提出基于自动气象站的小区域天气预测系统，包括：

自动气象站，所述自动气象站呈网状分布于用户所在区域，所述自动气象站用于获取用户所在区域的天气信息；

终端设备，所述终端设备用于与所述自动气象站通信连接，能够每隔阈值时间获取自动气象站的天气信息数据，并根据天气信息数据中的雨量信息数据以及风速、风向信息数据对降雨云层的移动路径进行预测。

进一步，所述终端设备为手机或平板电脑中的任意一种。

还提出基于自动气象站的小区域天气预测方法，应用于上述基于自动气象站的小区域天气预测系统，包括以下：

步骤1、每隔阈值时间获取自动气象站的天气信息数据，在终端设备上显示供用户了解其所处区域的天气信息情况；

步骤2、将每一个网状分布的自动气象站视为一个雨量传感器，并将雨量传感器的读数十等分地划分为0-10的十个等级；

步骤3、当用户所处的小区域内出现降雨时，根据降雨位置临近的示数由0变成非0的雨量传感器的位置，并由出现降雨位置向示数由0变成非0的雨量传感器的位置作出降雨云层移动路径预测图；

步骤4、对降雨云层移动路径预测图的最新变化位置进行求导获得降雨云层在最新变化位置的移动速度的方向，并根据自动气象站之间的平均距离S，以及最新变化位置的雨量传感器示数由0变为非0的时间t1与最新变化位置前一个位置的雨量传感器示数由0变为非0 的时间t2，求出降雨云层在最新变化位置的移动速度的大小为

根据降雨云层在最新变化位置的移动速度的方向与大小得到降雨云层在最新变化位置的速度向量V1，结合最新变化位置的自动气象站显示的风速向量V2，将向量V3＝V1+V2作为降雨云层的实时移动信息。

进一步，根据最新变化位置的雨量传感器示数K1，以及最新变化位置前一个位置的雨量传感器示数K2，将K1-K2得到雨势变化因子N，若N＞3，则说明雨势在快速增大，若0≤N≤3，说明雨势在慢速增大，若-3≤N＜0，说明雨势在慢速减小，若N＜-3，说明雨势在快速减小。

进一步，所述步骤1中的阈值时间为5-10分钟。

进一步，终端设备将预测的的降雨云层的实时移动方向以及预测的雨势变化情况予以显示。

还提出一种计算机可读存储的介质，所述计算机可读存储的介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求3-6任一项所述方法的步骤。

本发明的有益效果为：

本发明通过在通过移动设备的GPRS通信模块与气象局的在该GPRS通信模块所处位置的周围多个自动气象站站点进行信息互联，并接收自动气象站站点的采集气象装置所采集到的该区域的多个自动气象站的气象信息来对用户所处的小区域天气进行预测，同时通过对降雨云层的的实时速度向量进行计算结合同位置的实时风速向量对降雨云层的行进路线进行预测，从而提醒降雨云层即将到达的区域的用户注意避雨，并能够对降雨云层即将到达的区域的雨势大小进行判断，让人们对接下来的活动能够进行合理的安排。

附图说明

图1所示为基于自动气象站的小区域天气预测方法流程图；

图2所示为降雨云层移动路径预测图的形成原理图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。

结合图1以及图2，本发明提出基于自动气象站的小区域天气预测系统，包括：

自动气象站，所述自动气象站呈网状分布于用户所在区域，所述自动气象站用于获取用户所在区域的天气信息；

终端设备，所述终端设备用于与所述自动气象站通信连接，能够每隔阈值时间获取自动气象站的天气信息数据，并根据天气信息数据中的雨量信息数据以及风速、风向信息数据对降雨云层的移动路径进行预测。

作为本方案的较佳实施方式，所述终端设备为手机或平板电脑中的任意一种。考虑到用户经常使用的电子产品大多为手机或是平板电脑，所以本方案采用手机或是平板电脑作为终端设备，当然只要能够满足本方案的条件，选用其他终端设备也是可以的。

还提出基于自动气象站的小区域天气预测方法，应用于上述基于自动气象站的小区域天气预测系统，包括以下：

步骤1、每隔阈值时间获取自动气象站的天气信息数据，在终端设备上显示供用户了解其所处区域的天气信息情况；

步骤2、将每一个网状分布的自动气象站视为一个雨量传感器，并将雨量传感器的读数十等分地划分为0-10的十个等级；通过将雨量传感器的读数划分为0-10的十个等级，通过等级数值的大小可以判断雨势的高低。

步骤3、当用户所处的小区域内出现降雨时，根据降雨位置临近的示数由0变成非0的雨量传感器的位置，并由出现降雨位置向示数由0变成非0的雨量传感器的位置作出降雨云层移动路径预测图；结合图2，图2中的黑点即为示数由0变成非0的雨量传感器所在位置点，将示数由0变成非0的雨量传感器按照顺序依次用平滑的曲线进行连接可以得出一个大致的降雨云层移动路径预测图，之后通过采用matlab进行拟合处理得到较为清晰的降雨云层移动路径预测图。

步骤4、对降雨云层移动路径预测图的最新变化位置进行求导获得降雨云层在最新变化位置的移动速度的方向，并根据自动气象站之间的平均距离S，以及最新变化位置的雨量传感器示数由0变为非0的时间t1与最新变化位置前一个位置的雨量传感器示数由0变为非0 的时间t2，求出降雨云层在最新变化位置的移动速度的大小为

根据降雨云层在最新变化位置的移动速度的方向与大小得到降雨云层在最新变化位置的速度向量V1，结合最新变化位置的自动气象站显示的风速向量V2，将向量V3＝V1+V2作为降雨云层的实时移动信息。

作为本方案的较佳实施方式，根据最新变化位置的雨量传感器示数K1，以及最新变化位置前一个位置的雨量传感器示数K2，将K1-K2得到雨势变化因子N，若N＞3，则说明雨势在快速增大，若0≤N≤3，说明雨势在慢速增大，若-3≤N＜0，说明雨势在慢速减小，若N＜-3，说明雨势在快速减小。

作为本方案的较佳实施方式，所述步骤1中的阈值时间为5-10分钟。为了确保用户获取天气信息的准确性及时效性，本方案将获取自动气象站的数据时间阈值设置为5分钟，当然也可以根据实际情况进行设定，但是需要保证自动气象站的正常运行。

作为本方案的较佳实施方式，终端设备将预测的的降雨云层的实时移动方向以及预测的雨势变化情况予以显示。根据上述的分析计算，将计算得到的降雨云层移动信息以及雨势变化信息推送给用户，方便用户对接下来的活动进行合理安排。

还提出一种计算机可读存储的介质，所述计算机可读存储的介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求3-6任一项所述方法的步骤。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储的介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM， RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本发明的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (5)

1.基于自动气象站的小区域天气预测方法，其特征在于，应用于基于自动气象站的小区域天气预测系统，

所述基于自动气象站的小区域天气预测系统包括：

自动气象站，所述自动气象站呈网状分布于用户所在区域，所述自动气象站用于获取用户所在区域的天气信息；

终端设备，所述终端设备用于与所述自动气象站通信连接，能够每隔阈值时间获取自动气象站的天气信息数据，并根据天气信息数据中的雨量信息数据以及风速、风向信息数据对降雨云层的移动路径进行预测；

所述终端设备为手机或平板电脑中的任意一种；

所述基于自动气象站的小区域天气预测方法包括以下：

步骤1、每隔阈值时间获取自动气象站的天气信息数据，在终端设备上显示供用户了解其所处区域的天气信息情况；

步骤2、将每一个网状分布的自动气象站视为一个雨量传感器，并将雨量传感器的读数十等分地划分为0-10的十个等级；

步骤3、当用户所处的小区域内出现降雨时，根据降雨位置临近的示数由0变成非0的雨量传感器的位置，并由出现降雨位置向示数由0变成非0的雨量传感器的位置作出降雨云层移动路径预测图；

步骤4、对降雨云层移动路径预测图的最新变化位置进行求导获得降雨云层在最新变化位置的移动速度的方向，并根据自动气象站之间的平均距离S，以及最新变化位置的雨量传感器示数由0变为非0的时间t1与最新变化位置前一个位置的雨量传感器示数由0变为非0的时间t2，求出降雨云层在最新变化位置的移动速度的大小为

根据降雨云层在最新变化位置的移动速度的方向与大小得到降雨云层在最新变化位置的速度向量V1，结合最新变化位置的自动气象站显示的风速向量V2，将向量V3＝V1+V2作为降雨云层的实时移动信息。

2.根据权利要求1所述的基于自动气象站的小区域天气预测方法，其特征在于，根据最新变化位置的雨量传感器示数K1，以及最新变化位置前一个位置的雨量传感器示数K2，将K1-K2得到雨势变化因子N，若N＞3，则说明雨势在快速增大，若0≤N≤3，说明雨势在慢速增大，若-3≤N＜0，说明雨势在慢速减小，若N＜-3，说明雨势在快速减小。

3.根据权利要求2所述的基于自动气象站的小区域天气预测方法，其特征在于，所述步骤1中的阈值时间为5-10分钟。

4.根据权利要求3所述的基于自动气象站的小区域天气预测方法，其特征在于，终端设备将预测的降雨云层的实时移动方向以及预测的雨势变化情况予以显示。

5.一种计算机可读存储的介质，所述计算机可读存储的介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述方法的步骤。

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