CN114048279B - 生成预报信息的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种生成预报信息的方法和装置，属于环境科学领域。接收嵌套网格空气质量预报模式输出的模式数据，所述模式数据至少包括多个网格状区域的数据；根据所述多个网格状区域的每个网格节点对应的位置信息，将所述多个网格状区域的全部网格节点对应的位置信息进行合并和选择处理，构建一个可变分辨率网格，所述可变分辨率网格的每个网格节点对应一个网格状区域的一个网格节点，所述分辨率网格对应于多个分辨率；根据所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从对应的网格状区域中提取对应的预报信息，得到所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息。采用本发明，可以使模式预报对计算机硬件资源的要求降低。

Description

生成预报信息的方法和装置
技术领域
本发明涉及环境科学领域，尤其涉及一种生成预报信息的方法。
背景技术
空气质量预报模式在地理空间上将预报区域划分为规则的网格，每个网格单元大小固定(例如9km×9km)，在网格节点输出模式预报数据(如PM2.5浓度值、PM10浓度值、SO2浓度值、NO2浓度值、O3浓度值、CO浓度值)，对于特定的预报区域，网格单元划分越小，预报越精细。
然而，随着模式网格数量的增加，模式预报的计算量也增大，对计算机硬件资源的要求也越高，同时，空气污染是一个区域过程，需要考虑大范围、周围区域的污染传输，不能只划定一个小范围区域研究，从而进一步增大模式预报的计算量，因此模式预报对计算机硬件资源的要求较高。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种生成预报信息的方法和装置。技术方案如下：
根据本发明的一方面，提供了一种生成预报信息的方法，所述方法包括：
接收嵌套网格空气质量预报模式输出的模式数据，所述模式数据至少包括多个网格状区域的数据，每个网格状区域的数据包括每个网格节点对应的位置信息和所述每个网格节点对应的预报信息，一个网格状区域对应于一个分辨率；
根据所述多个网格状区域的每个网格节点对应的位置信息，将所述多个网格状区域的全部网格节点对应的位置信息进行合并和选择处理，构建一个可变分辨率网格，所述可变分辨率网格的每个网格节点对应一个网格状区域的一个网格节点，所述分辨率网格对应于多个分辨率；
根据所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从对应的网格状区域中提取对应的预报信息，得到所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息。
可选的，所述根据所述多个网格状区域的每个网格节点对应的位置信息，将所述多个网格状区域的全部网格节点进行合并和选择处理，构建一个可变分辨率网格，包括：
分别对每个网格状区域的全部网格节点对应的位置信息进行存储，得到对应网格状区域数量的多个区域集合，所述位置信息至少包括坐标位置信息和网格状区域标识；
将所述多个区域集合进行合并处理，得到一个总集合；
根据所述全部网格节点的位置信息，对所述总集合进行选择处理，得到选择后的集合；
根据所述选择后的集合，构建所述可变分辨率网格。
可选的，所述根据所述全部网格节点的位置信息，对所述总集合进行选择处理，得到选择后的集合，包括：
在所述总集合中，确定坐标位置信息相等的至少两个网格节点；
根据所述至少两个网格节点对应的网格状区域标识，从所述至少两个网格节点中剔除最高分辨率之外的网格节点；
将剔除后所述总集合剩余的网格节点的位置信息，作为所述选择后的集合。
可选的，所述根据所述选择后的集合，构建所述可变分辨率网格，包括：
根据所述选择后的集合中的每个网格节点对应的坐标位置信息，对所述选择后的集合中的每个网格节点进行排序，构成网格节点阵列，所述网格节点阵列每一行的网格节点的纵坐标值相等、横坐标值从小到大排列；
依次以所述选择后的集合中的每个网格节点作为目标网格节点，在所述网格节点阵列中，确定以所述目标网格节点为基准的网格单元；
根据确定的网格单元，构建所述可变分辨率网格。
可选的，所述在所述网格节点阵列中，确定以所述目标网格节点为基准的网格单元，包括：
根据所述目标网格节点的网格状区域标识，获取所述目标网格节点对应的分辨率的横坐标单元长度和纵坐标单元长度；
将所述目标网格节点的横坐标值与所述横坐标单元长度相加、纵坐标值与所述纵坐标单元长度相加，确定与所述目标网格节点构成一个网格单元的三个网格节点；
根据所述三个网格节点和所述目标网格节点，构建网格索引，确定一个网格单元。
可选的，所述模式数据的输出包括多个模拟时刻的输出；
所述根据所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从对应的网格状区域中提取对应的网格节点对应的预报信息，得到所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息，包括：
进行周期性判断，所述周期性判断是指判断一个当前模拟时刻的每个网格状区域的模式数据是否全部输出；
若全部输出，则根据可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从所述当前模拟时刻的每个网格状区域的模式数据中提取对应的预报信息，得到所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的所述当前模拟时刻的预报信息，并进行下一个模拟时刻对应的周期性判断；
若未全部输出，则对所述当前模拟时刻继续进行所述周期性判断。
可选的，所述方法还包括：
根据目标监测站点的地理位置坐标，确定所述目标监测站点所在的目标网格单元；
基于双线性插值算法，根据所述目标监测站点的地理位置坐标、所述目标网格单元的四个网格节点的位置信息和预报信息，计算得到所述目标监测站点的预报信息。
可选的，所述方法还包括：
根据所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息和所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息，生成预报信息分布图。
根据本发明的另一方面，提供了一种生成预报信息的装置，所述装置包括：
接收模块，用于接收嵌套网格空气质量预报模式输出的模式数据，所述模式数据至少包括多个网格状区域的数据，每个网格状区域的数据包括每个网格节点对应的位置信息和所述每个网格节点对应的预报信息，一个网格状区域对应于一个分辨率；
构建模块，用于根据所述多个网格状区域的每个网格节点对应的位置信息，将所述多个网格状区域的全部网格节点对应的位置信息进行合并和选择处理，构建一个可变分辨率网格，所述可变分辨率网格的每个网格节点对应一个网格状区域的一个网格节点，所述分辨率网格对应于多个分辨率；
提取模块，用于根据所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从对应的网格状区域中提取对应的预报信息，得到所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，包括：
处理器；以及
存储程序的存储器，
其中，所述程序包括指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行上述生成预报信息的方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使计算机执行上述生成预报信息的方法。
本发明实施例中，服务器接收嵌套网格空气质量预报模式输出的模式数据后，根据多个网格状区域的每个网格节点对应的位置信息，将多个网格状区域的全部网格节点对应的位置信息进行合并和选择处理，构建一个可变分辨率网格，再根据可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从对应的网格状区域中提取对应的预报信息，得到可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息。通过本发明实施例提供的生成预报信息的方法，可以得到可变分辨率的单层网格，此时每个网格节点对应的预报信息唯一，进而使模式预报的计算量减少，因此模式预报对计算机硬件资源的要求能够降低，且由于只需要存储单层的网格信息，因此能够节省存储空间。
附图说明
在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本发明的更多细节、特征和优点被发明，在附图中：
图1示出了根据本公开示例性实施例的嵌套网格；
图2示出了根据本公开示例性实施例的嵌套网格；
图3示出了根据本公开示例性实施例的分区域污染物分布图；
图4示出了根据本公开示例性实施例的生成预报信息的方法的流程图；
图5示出了根据本公开示例性实施例的可变分辨率网格示意图；
图6示出了根据本公开示例性实施例的构建可变分辨率网格的流程图；
图7示出了根据本公开示例性实施例的网格节点的数据结构；
图8示出了根据本公开示例性实施例的构建可变分辨率网格的流程图；
图9示出了根据本公开示例性实施例的确定网格单元的流程图；
图10示出了根据本公开示例性实施例的生成预报信息的装置的示意性框图；
图11示出了根据本公开示例性实施例的生成预报信息的装置的示意性框图；
图12示出了根据本公开示例性实施例的生成预报信息的装置的示意性框图；
图13示出了能够用于实现本发明的实施例的示例性电子设备的结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。
应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。
本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
为了清楚描述本发明实施例提供的方法，下面对所使用的专业术语进行介绍。
嵌套网格空气质量预报模式(NAQPMS)：由中科院大气物理研究所研制，将预报区域划分成多个(一般3个)区域层层嵌套，得到多个网格状区域，一个网格状区域对应于一个分辨率，外层网格状区域的网格单元划分粒度粗，内层网格状区域的网格单元划分粒度细，很好的解决了空气质量预报模式的计算资源和研究区域问题。本发明实施例对嵌套网格空气质量预报模式的具体的网格状区域数量、网格状区域的网格单元划分粒度、网格状区域的形状不作限定。
例如，如图1和图2所示的嵌套网格，图中第一网格状区域中每个网格单元大小9km×9km，第二网格状区域中每个网格单元大小5km×5km，第三网格状区域中每个网格单元大小3km×3km，在进行数据可视化时，嵌套网格空气质量预报模式系统将每个网格状区域数据都单独输出，最终采用分区域绘制的方式展示不同的网格状区域单独绘制的污染物分布图，即如图3所示的分区域污染物分布图。
其中，嵌套网格空气质量预报模式在数据可视化方面存在以下问题：1、不同网格状区域数据都单独输出，需要更大的计算机硬盘存储空间；2、对于空气质量预报模式范围内的某一个固定点，模式输出的结果数据会有多个值，在可视化时，会有歧义，如上述图1所示的第三网格状区域的中心点，同时存在于三个网格状区域中，以PM2.5浓度值为例，第三网格状区域中模式预报值为56微克/立方米，第二网格状区域中模式预报值可能为54微克/立方米，第一网格状区域中模式预报值可能为58微克/立方米。
双线性插值算法：有两个变量的插值函数的线性插值扩展，其核心思想是在两个方向分别进行一次线性插值。
本发明实施例提供了一种生成预报信息的方法，该方法可以由终端、服务器和/或其他具备处理能力的设备完成。本发明实施例提供的方法可以由上述任一设备完成，也可以由多个设备共同完成，本发明对此不作限定。
本发明实施例以服务器为例，下面将参照图4所示的生成预报信息的方法的流程图，对生成预报信息的方法进行介绍。
步骤401，服务器接收嵌套网格空气质量预报模式输出的模式数据。
其中，模式数据可以至少包括多个网格状区域的数据，每个网格状区域的数据至少包括以下一种或多种：每个网格节点对应的位置信息和每个网格节点对应的预报信息。
位置信息可以至少包括网格节点的坐标位置信息(x坐标值、y坐标值)、行列号(i和j，从模式网格状区域的左下角开始计数，为正整数)、网格状区域标识(z，1代表第1区域，2代表第2区域，3代表第3区域)等。
预报信息可以包括细颗粒物(PM2.5)浓度值、可吸入颗粒物(PM10)浓度值、二氧化硫(SO2)浓度值、二氧化氮(NO2)浓度值、臭氧(O3)浓度值、一氧化碳(CO)浓度值等污染物浓度值。本发明实施例对具体的预报信息不作限定。
可选的，模式数据的输出包括多个模拟时刻的输出。
在一种可能的实施方式中，预设嵌套网格空气质量预报模式预报输出的多个模拟时刻，则嵌套网格空气质量预报模式开启后能够依次输出每个模拟时刻的模式数据。
服务器接收到模式数据的情形可以包括终端向服务器发送用户触发的生成预报信息请求。本实施例对触发请求的具体情形不作限定。
在一种可能的实施方式中，用户可以在终端上点击确认查询选项，终端可以生成相应的生成预报信息请求，并向服务器发送生成预报信息请求。在这种情形下，服务器可以响应终端的请求，并基于预设嵌套网格空气质量预报模式输出的模式数据，满足用户的查询需求。
步骤402，服务器根据多个网格状区域的每个网格节点对应的位置信息，将多个网格状区域的全部网格节点对应的位置信息进行合并和选择处理，构建一个可变分辨率网格。
其中，如图5所示的可变分辨率网格示意图，可变分辨率网格的每个网格节点对应一个网格状区域的一个网格节点，分辨率网格对应于多个分辨率。
在一种可能的实施方式中，服务器响应终端的请求后，服务器可以从预设嵌套网格空气质量预报模式输出的模式数据中提取多个网格状区域的每个网格节点对应的位置信息，然后对提取的全部网格节点对应的位置信息进行合并和选择处理，接着构建出一个可变分辨率网格。
可选的，如图6所示的构建可变分辨率网格的流程图，上述步骤402的具体处理可以如下：
步骤601，服务器分别对每个网格状区域的全部网格节点对应的位置信息进行存储，得到对应网格状区域数量的多个区域集合；
步骤602，服务器将多个区域集合进行合并处理，得到一个总集合；
步骤603，服务器根据全部网格节点的位置信息，对总集合进行选择处理，得到选择后的集合；
步骤604，服务器根据选择后的集合，构建可变分辨率网格。
在一种可能的实施方式中，如图7所示的网格节点的数据结构，服务器从预设嵌套网格空气质量预报模式输出的模式数据中，提取并存储多个网格状区域的每个网格节点对应的位置信息可以是结构化的数据，包括坐标位置信息(x坐标值、y坐标值)、行列号(i和j，从模式网格状区域的左下角开始计数，为正整数)、网格状区域标识(z，1代表第1区域，2代表第2区域，3代表第3区域)，得到多个区域集合，每个区域集合与一个网格状区域一一对应，接着服务器将多个区域集合进行合并，得到一个总集合。然后服务器可以对总集合中的网格节点进行选择，并得到选择后的集合，进而可以根据选择后的集合，构建可变分辨率网格。
可选的，上述步骤603具体处理可以如下：服务器在总集合中，确定坐标位置信息相等的至少两个网格节点；根据至少两个网格节点对应的网格状区域标识，从至少两个网格节点中剔除最高分辨率之外的网格节点；将剔除后总集合剩余的网格节点的位置信息，作为选择后的集合。
在一种可能的实施方式中，服务器对总集合进行选择处理有依次查找和整体查找两种情况，对应于依次查找的情况具体处理可以如下：从总集合中依次查找每个网格节点，判断当前查找的网格节点对应的坐标位置信息与已查找的网格节点对应的坐标位置信息是否相等；若相等，则将当前查找的网格节点对应的网格状区域标识与已查找的网格节点对应的网格状区域标识进行比较，并在当前的总集合中删除网格状区域标识较小(即本发明实施例中分辨率较低的网格状区域)的网格节点对应的位置信息；当对总集合中的全部网格节点查找和删除处理完成后，当前的总集合中剩余的网格节点的位置信息即为选择后的集合。
对应于整体查找的情况具体处理可以如下：服务器在总集合中，获取多组网格节点，每组网格节点包括多个坐标位置信息相等的待选择的网格节点，在每组网格节点中，根据每个待选择的网格节点对应的网格状区域标识，删除网格状区域标识较小(即本发明实施例中分辨率较低的网格状区域)的网格节点对应的位置信息；当对每组网格节点的删除处理完成后，当前的总集合中剩余的网格节点的位置信息即为选择后的集合。
可选的，如图8所示的构建可变分辨率网格的流程图，上述步骤604的具体处理可以如下：
步骤801，服务器根据选择后的集合中的每个网格节点对应的坐标位置信息，对选择后的集合中的每个网格节点进行排序，构成网格节点阵列，网格节点阵列每一行的网格节点的纵坐标值相等、横坐标值从小到大排列；
步骤802，服务器依次以选择后的集合中的每个网格节点作为目标网格节点，在网格节点阵列中，确定以目标网格节点为基准的网格单元；
步骤803，服务器根据确定的网格单元，构建可变分辨率网格。
在一种可能的实施方式中，服务器根据选择后的集合中的每个网格节点对应的坐标位置信息(x坐标值、y坐标值)，首先将y坐标值相等的网格节点排成一行，然后将每行内的网格节点按照x坐标值从小到大排序，此时会构成网格节点阵列，然后依次以选择后的集合中的每个网格节点作为目标网格节点进行查找，在网格节点阵列中，确定多个网格单元，并根据多个网格单元构建可变分辨率网格。
可选的，如图9所示的确定网格单元的流程图，上述步骤802中，在网格节点阵列中，确定以目标网格节点为基准的网格单元的具体处理可以如下：
步骤901，服务器根据目标网格节点的网格状区域标识，获取目标网格节点对应的分辨率的横坐标单元长度和纵坐标单元长度；
步骤902，服务器将目标网格节点的横坐标值与上述横坐标单元长度相加、纵坐标值与上述纵坐标单元长度相加，确定与目标网格节点构成一个网格单元的三个网格节点；
步骤903，服务器根据三个网格节点和目标网格节点，构建网格索引，确定一个网格单元。
在一种可能的实施方式中，在服务器进行一个目标网格节点的查找操作时，服务器根据目标网格节点的网格状区域标识，获取目标网格节点对应的分辨率的横坐标单元长度和纵坐标单元长度，服务器根以目标网格节点为基准查找三个网格节点，查找得到的三个网格节点分别为：1、横坐标值为目标网格节点的横坐标值、纵坐标值为目标网格节点的纵坐标值与上述纵坐标单元长度相加；2、横坐标值为目标网格节点的横坐标值与上述横坐标单元长度相加、纵坐标值为目标网格节点的纵坐标值；3、横坐标值为目标网格节点的横坐标值与上述横坐标单元长度相加、纵坐标值为目标网格节点的纵坐标值与上述纵坐标单元长度相加。若服务器查找得到的三个网格节点均查找成功，则服务器根据三个网格节点和目标网格节点(即形成矩形的四个网格节点)，构建网格索引，确定一个网格单元。其中，查找得到的网格节点与选择后的集合中的网格节点相等，即为查找成功。网格索引可以用于指示构成网格单元的四个网格节点。
例如，查找得到的三个网格节点分别为：(x1,y1+yz)、(x1+xz,y1)、(x1+xz,y1+yz)，其中，x1为目标网格节点的横坐标值，y1为目标网格节点的纵坐标值，xz目标网格节点对应的网格状区域的网格单元的横坐标单元长度，yz为目标网格节点对应的网格状区域的网格单元的纵坐标单元长度。
步骤403，服务器根据可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从对应的网格状区域中提取对应的预报信息，得到可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息。
在一种可能的实施方式中，嵌套网格空气质量预报模式预报每次输出模式数据后，服务器可以根据可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从对应的网格状区域中提取对应的预报信息，其中，对应的网格状区域为当前输出的模式数据的多个网格状区域之一。
可选的，对应于模式数据的输出包括多个模拟时刻的输出的情况，上述步骤403对应的具体处理可以如下：
服务器进行周期性判断，周期性判断是指判断当前模拟时刻的每个网格状区域的模式数据是否全部输出；
若全部输出，则服务器根据可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从当前模拟时刻的每个网格状区域的模式数据中提取对应的预报信息，得到可变分辨率网格的每个网格节点对应的当前模拟时刻的预报信息，并进行下一个模拟时刻对应的周期性判断；
若未全部输出，则服务器对当前模拟时刻继续进行周期性判断。
在一种可能的实施方式中，服务器对于预设嵌套网格空气质量预报模式一个模拟时刻输出的模式数据，进行周期性判断每个网格状区域是否全部输出；若全部输出，则服务器根据可变分辨率网格的每个网格节点对应的行列号和网格状区域标识，从当前模拟时刻输出的网格状区域中提取对应的污染物浓度值，得到可变分辨率网格的每个网格节点对应的当前模拟时刻的污染物浓度值，并进行下一个模拟时刻对应的周期性判断；若未全部输出，则服务器对预设嵌套网格空气质量预报模式的当前模拟时刻继续进行周期性判断。
综上，得到可变分辨率网格和可变分辨率网格的每个网格节点对应的当前模拟时刻的污染物浓度值，因此能够将嵌套网格重新生成为可变分辨率的单层网格，此时每个网格节点对应的预报信息唯一，进而使模式预报的计算量减少，因此模式预报对计算机硬件资源的要求能够降低，且由于只需要存储单层的网格信息，因此能够节省存储空间。
服务器得到可变分辨率网格和可变分辨率网格的每个网格节点对应的当前模拟时刻的污染物浓度值后，可以进行数据可视化处理，具体处理方式可以对应于如下获取目标监测站点的预报信息和生成污染物浓度分布图两种：
可选的，对应于获取目标监测站点的预报信息的数据可视化处理，根据目标监测站点的地理位置坐标，确定目标监测站点所在的目标网格单元；基于双线性插值算法，根据目标监测站点的地理位置坐标、目标网格单元的四个网格节点的位置信息和预报信息，计算得到目标监测站点的预报信息。
在一种可能的实施方式中，对于任一待处理的目标监测站点，首先需要确定该目标监测站点所在的可变分辨率网格的网格单元，例如：设定的目标监测站点P0的地理位置坐标为(x0,y0)，依次遍历网格中所有网格单元，当满足x0大于xmin并且小于xmax，同时，y0大于ymin并且小于ymax，可判定目标监测站点落在该矩形网格内。其中，xmin为网格单元左下角的网格节点的x坐标值，xmax为网格单元右下角的网格节点的x坐标值，ymin为网格单元左下角的网格节点的y坐标值，ymax为网格单元左上角的网格节点的y坐标值。其次可以根据如下公式计算得到目标监测站点的污染物浓度值：
Figure BDA0003370403950000101
Figure BDA0003370403950000102
v01＝v(i，j)+(v(i+1，j)-v(i，j))×dx
v02＝v(i，j+1)+(v(i+1，j+1)-v(i，j+1))×dx
v0＝v01+(v02-v01)Xdy
其中，dx是计算v0时在x方向的权重系数，dy是计算v0时在y方向的权重系数，v(i,j)是网格单元左下角的网格节点的污染物浓度值，v(i+1,j)是网格单元右下角的网格节点的污染物浓度值，v(i,j+1)是网格单元左上角的网格节点的污染物浓度值，v(i+1,j+1)是网格单元右上角的网格节点的污染物浓度值，v01是计算v0时网格单元的左下角和右下角的两个网格节点在x方向根据权重系数进行线性查值之后的污染物浓度值，v02是计算v0时网格单元的左上角和右上角的两个网格节点在x方向根据权重系数进行线性查值之后的污染物浓度值，v0为目标监测站点的污染物浓度值。
可选的，对应于生成污染物浓度分布图的数据可视化处理，服务器根据可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息和可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息，生成预报信息分布图。
在一种可能的实施方式中，计算网格单元的污染物浓度值，对可变分辨率网格中的每个网格单元，计算四个网格节点的污染物浓度均值作为该网格单元的污染物浓度值。
Figure BDA0003370403950000111
其中，v为网格单元的污染物浓度值。
按照可变分辨率网格中每个网格节点的坐标位置信息，将网格叠加到地图上，然后依据设定的颜色与污染物浓度值对应的图例，给每个网格矩形填充渲染颜色，生成污染物浓度分布图。
本发明实施例中，服务器接收嵌套网格空气质量预报模式输出的模式数据后，根据多个网格状区域的每个网格节点对应的位置信息，将多个网格状区域的全部网格节点对应的位置信息进行合并和选择处理，构建一个可变分辨率网格，再根据可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从对应的网格状区域中提取对应的预报信息，得到可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息。通过本发明实施例提供的生成预报信息的方法，可以得到可变分辨率的单层网格，此时每个网格节点对应的预报信息唯一，进而使模式预报的计算量减少，因此模式预报对计算机硬件资源的要求能够降低，且由于只需要存储单层的网格信息，因此能够节省存储空间。
本发明实施例提供了一种生成预报信息的装置，该装置用于实现上述生成预报信息的方法。如图10所示的生成预报信息的装置的示意性框图，生成预报信息的装置1000包括：接收模块1001，构建模块1002，提取模块1003。
接收模块1001，用于接收嵌套网格空气质量预报模式输出的模式数据，所述模式数据至少包括多个网格状区域的数据，每个网格状区域的数据包括每个网格节点对应的位置信息和所述每个网格节点对应的预报信息，一个网格状区域对应于一个分辨率；
构建模块1002，用于根据所述多个网格状区域的每个网格节点对应的位置信息，将所述多个网格状区域的全部网格节点对应的位置信息进行合并和选择处理，构建一个可变分辨率网格，所述可变分辨率网格的每个网格节点对应一个网格状区域的一个网格节点，所述分辨率网格对应于多个分辨率；
提取模块1003，用于根据所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从对应的网格状区域中提取对应的预报信息，得到所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息。
可选的，所述构建模块1002用于：
分别对每个网格状区域的全部网格节点对应的位置信息进行存储，得到对应网格状区域数量的多个区域集合，所述位置信息至少包括坐标位置信息和网格状区域标识；
将所述多个区域集合进行合并处理，得到一个总集合；
根据所述全部网格节点的位置信息，对所述总集合进行选择处理，得到选择后的集合；
根据所述选择后的集合，构建所述可变分辨率网格。
可选的，所述构建模块1002用于：
在所述总集合中，确定坐标位置信息相等的至少两个网格节点；
根据所述至少两个网格节点对应的网格状区域标识，从所述至少两个网格节点中剔除最高分辨率之外的网格节点；
将剔除后所述总集合剩余的网格节点的位置信息，作为所述选择后的集合。
可选的，所述构建模块1002用于：
根据所述选择后的集合中的每个网格节点对应的坐标位置信息，对所述选择后的集合中的每个网格节点进行排序，构成网格节点阵列，所述网格节点阵列每一行的网格节点的纵坐标值相等、横坐标值从小到大排列；
依次以所述选择后的集合中的每个网格节点作为目标网格节点，在所述网格节点阵列中，确定以所述目标网格节点为基准的网格单元；
根据确定的网格单元，构建所述可变分辨率网格。
可选的，所述构建模块1002用于：
根据所述目标网格节点的网格状区域标识，获取所述目标网格节点对应的分辨率的横坐标单元长度和纵坐标单元长度；
将所述目标网格节点的横坐标值与所述横坐标单元长度相加、纵坐标值与所述纵坐标单元长度相加，确定与所述目标网格节点构成一个网格单元的三个网格节点；
根据所述三个网格节点和所述目标网格节点，构建网格索引，确定一个网格单元。
可选的，所述提取模块1003用于：
所述根据所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从对应的网格状区域中提取对应的网格节点对应的预报信息，得到所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息，包括：
进行周期性判断，所述周期性判断是指判断一个当前模拟时刻的每个网格状区域的模式数据是否全部输出；
若全部输出，则根据可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从所述当前模拟时刻的每个网格状区域的模式数据中提取对应的预报信息，得到所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的所述当前模拟时刻的预报信息，并进行下一个模拟时刻对应的周期性判断；
若未全部输出，则对所述当前模拟时刻继续进行所述周期性判断。
可选的，如图11所示的生成预报信息的装置的示意性框图，所述装置还包括计算模块1004，所述计算模块1004用于：
根据目标监测站点的地理位置坐标，确定目标监测站点所在的目标网格单元；
基于双线性插值算法，根据目标监测站点的地理位置坐标、目标网格单元的四个网格节点的位置信息和预报信息，计算得到目标监测站点的预报信息。
可选的，如图12所示的生成预报信息的装置的示意性框图，所述装置还包括生成模块1005，所述生成模块1005用于：
根据所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息和所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息，生成预报信息分布图。
本发明实施例中，服务器接收嵌套网格空气质量预报模式输出的模式数据后，根据多个网格状区域的每个网格节点对应的位置信息，将多个网格状区域的全部网格节点对应的位置信息进行合并和选择处理，构建一个可变分辨率网格，再根据可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从对应的网格状区域中提取对应的预报信息，得到可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息。通过本发明实施例提供的生成预报信息的方法，可以得到可变分辨率的单层网格，此时每个网格节点对应的预报信息唯一，进而使模式预报的计算量减少，因此模式预报对计算机硬件资源的要求能够降低，且由于只需要存储单层的网格信息，因此能够节省存储空间。
本发明示例性实施例还提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器。存储器存储有能够被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序在被至少一个处理器执行时用于使电子设备执行根据本发明实施例的方法。
本发明示例性实施例还提供一种存储有计算机程序的非瞬时计算机可读存储介质，其中，计算机程序在被计算机的处理器执行时用于使计算机执行根据本发明实施例的方法。
本发明示例性实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，其中，计算机程序在被计算机的处理器执行时用于使计算机执行根据本发明实施例的方法。
参考图13，现将描述可以作为本发明的服务器或客户端的电子设备1300的结构框图，其是可以应用于本发明的各方面的硬件设备的示例。电子设备旨在表示各种形式的数字电子的计算机设备，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图13所示，电子设备1300包括计算单元1301，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1302中的计算机程序或者从存储单元1308加载到随机访问存储器(RAM)1303中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 1303中，还可存储设备1300操作所需的各种程序和数据。计算单元1301、ROM 1302以及RAM 1303通过总线1304彼此相连。输入/输出(I/O)接口1305也连接至总线1304。
电子设备1300中的多个部件连接至I/O接口1305，包括：输入单元1306、输出单元1307、存储单元1308以及通信单元1309。输入单元1306可以是能向电子设备1300输入信息的任何类型的设备，输入单元1306可以接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置和/或功能控制有关的键信号输入。输出单元1307可以是能呈现信息的任何类型的设备，并且可以包括但不限于显示器、扬声器、视频/音频输出终端、振动器和/或打印机。存储单元1304可以包括但不限于磁盘、光盘。通信单元1309允许电子设备1300通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据，并且可以包括但不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、无线通信收发机和/或芯片组，例如蓝牙设备、WiFi设备、WiMax设备、蜂窝通信设备和/或类似物。
计算单元1301可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元1301的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元1301执行上文所描述的各个方法和处理。例如，在一些实施例中，生成预报信息的方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元1308。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 1302和/或通信单元1309而被载入和/或安装到电子设备1300上。在一些实施例中，计算单元1301可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行生成预报信息的方法。
用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
如本发明使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何计算机程序产品、设备、和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(PLD))，包括，接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何信号。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。

Claims (9)

1.一种生成预报信息的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收嵌套网格空气质量预报模式输出的模式数据，所述模式数据至少包括多个网格状区域的数据，每个网格状区域的数据包括每个网格节点对应的位置信息和所述每个网格节点对应的预报信息，一个网格状区域对应于一个分辨率；
分别对每个网格状区域的全部网格节点对应的位置信息进行存储，得到对应网格状区域数量的多个区域集合，所述位置信息至少包括坐标位置信息和网格状区域标识；
将所述多个区域集合进行合并处理，得到一个总集合；
根据所述全部网格节点的位置信息，对所述总集合进行选择处理，得到选择后的集合，所述选择后的集合中每个坐标位置信息对应唯一的网格节点，且所述唯一的网格节点为对应坐标位置信息上最高分辨率的网格节点；
根据所述选择后的集合中的每个网格节点对应的坐标位置信息，对所述选择后的集合中的每个网格节点进行排序，构成网格节点阵列，所述网格节点阵列每一行的网格节点的纵坐标值相等、横坐标值从小到大排列；
依次以所述选择后的集合中的每个网格节点作为目标网格节点，在所述网格节点阵列中，确定以所述目标网格节点为基准的网格单元；
根据确定的网格单元，构建可变分辨率网格，所述可变分辨率网格的每个网格节点对应一个网格状区域的一个网格节点，所述分辨率网格对应于多个分辨率；
根据所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从对应的网格状区域中提取对应的预报信息，得到所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息。
2.根据权利要求1所述的生成预报信息的方法，其特征在于，所述根据所述全部网格节点的位置信息，对所述总集合进行选择处理，得到选择后的集合，包括：
在所述总集合中，确定坐标位置信息相等的至少两个网格节点；
根据所述至少两个网格节点对应的网格状区域标识，从所述至少两个网格节点中剔除最高分辨率之外的网格节点；
将剔除后所述总集合剩余的网格节点的位置信息，作为所述选择后的集合。
3.根据权利要求1所述的生成预报信息的方法，其特征在于，所述在所述网格节点阵列中，确定以所述目标网格节点为基准的网格单元，包括：
根据所述目标网格节点的网格状区域标识，获取所述目标网格节点对应的分辨率的横坐标单元长度和纵坐标单元长度；
将所述目标网格节点的横坐标值与所述横坐标单元长度相加、纵坐标值与所述纵坐标单元长度相加，确定与所述目标网格节点构成一个网格单元的三个网格节点；
根据所述三个网格节点和所述目标网格节点，构建网格索引，确定一个网格单元。
4.根据权利要求1所述的生成预报信息的方法，其特征在于，所述模式数据的输出包括多个模拟时刻的输出；
所述根据所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从对应的网格状区域中提取对应的网格节点对应的预报信息，得到所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息，包括：
进行周期性判断，所述周期性判断是指判断一个当前模拟时刻的每个网格状区域的模式数据是否全部输出；
若全部输出，则根据可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从所述当前模拟时刻的每个网格状区域的模式数据中提取对应的预报信息，得到所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的所述当前模拟时刻的预报信息，并进行下一个模拟时刻对应的周期性判断；
若未全部输出，则对所述当前模拟时刻继续进行所述周期性判断。
5.根据权利要求1所述的生成预报信息的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据目标监测站点的地理位置坐标，确定所述目标监测站点所在的目标网格单元；
基于双线性插值算法，根据所述目标监测站点的地理位置坐标、所述目标网格单元的四个网格节点的位置信息和预报信息，计算得到所述目标监测站点的预报信息。
6.根据权利要求1所述的生成预报信息的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息和所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息，生成预报信息分布图。
7.一种生成预报信息的装置，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于接收嵌套网格空气质量预报模式输出的模式数据，所述模式数据至少包括多个网格状区域的数据，每个网格状区域的数据包括每个网格节点对应的位置信息和所述每个网格节点对应的预报信息，一个网格状区域对应于一个分辨率；
构建模块，用于分别对每个网格状区域的全部网格节点对应的位置信息进行存储，得到对应网格状区域数量的多个区域集合，所述位置信息至少包括坐标位置信息和网格状区域标识；将所述多个区域集合进行合并处理，得到一个总集合；根据所述全部网格节点的位置信息，对所述总集合进行选择处理，得到选择后的集合，所述选择后的集合中每个坐标位置信息对应唯一的网格节点，且所述唯一的网格节点为对应坐标位置信息上最高分辨率的网格节点；根据所述选择后的集合中的每个网格节点对应的坐标位置信息，对所述选择后的集合中的每个网格节点进行排序，构成网格节点阵列，所述网格节点阵列每一行的网格节点的纵坐标值相等、横坐标值从小到大排列；依次以所述选择后的集合中的每个网格节点作为目标网格节点，在所述网格节点阵列中，确定以所述目标网格节点为基准的网格单元；根据确定的网格单元，构建可变分辨率网格，所述可变分辨率网格的每个网格节点对应一个网格状区域的一个网格节点，所述分辨率网格对应于多个分辨率；
提取模块，用于根据所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的位置信息，从对应的网格状区域中提取对应的预报信息，得到所述可变分辨率网格的每个网格节点对应的预报信息。
8.一种电子设备，包括：
处理器；以及
存储程序的存储器，
其中，所述程序包括指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。
9.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使计算机执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。
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