CN114489883A - 一种多源数值预报数据的资料处理分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多源数值预报数据的资料处理分析方法，该方法基于多源数值预报数据的资料处理分析系统运行，其特征在于：所述多源数值预报数据的资料处理分析系统包括资料处理端和可视化控制端，所述资料处理端用于对多源数值预报数据进行分析处理，形成统一数据标准，所述可视化控制端用于根据预报内容可视化展示数据要素，所述资料处理端与可视化控制端电连接，所述资料处理端包括资料监控模块、数据解码模块、数据清洗模块、信息转换模块、多模式集成模块和产品绘制模块，所述资料监控模块用于实时监控多源数值预报的数据序列，本发明，具有对用户友好性高和可剖析数据可视化的特点。
Description
技术领域
本发明涉及民航数据处理技术领域，具体为一种多源数值预报数据的资料处理分析方法。
背景技术
根据民航局下发的统计数据，天气原因造成航班不正常占45-47％，比重很高，另一方面，气象与管制运行、航班运行融合的需求和要求越来越高，需要气象部门和人员了解、掌握天气影响航班不正常的相关情况。然而在现有技术中，各预报数据处理系统所展示的图形产品，因范围大小、色标、地图投影、分辨率各异，解读比较困难，对用户友好性低。同时因预报数据杂乱无章，无法清楚简洁和精准的展示预报数据，也无法根据预报内容可视化展示数据要素。因此，设计对用户友好性高和可剖析数据可视化的一种多源数值预报数据的资料处理分析方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多源数值预报数据的资料处理分析方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种多源数值预报数据的资料处理分析方法，该方法基于多源数值预报数据的资料处理分析系统运行，所述多源数值预报数据的资料处理分析系统包括资料处理端和可视化控制端，所述资料处理端用于对多源数值预报数据进行分析处理，形成统一数据标准，所述可视化控制端用于根据预报内容可视化展示数据要素，所述资料处理端与可视化控制端电连接。
根据上述技术方案，所述资料处理端包括资料监控模块、数据解码模块、数据清洗模块、信息转换模块、多模式集成模块和产品绘制模块，所述资料监控模块用于实时监控多源数值预报的数据序列，判断数据是否按设定到达指定目录，实现了数据统一，避免各个模式独立监控数据，无统一的来自多个系统的终端数据监控而带来的繁琐处理方式，所述数据解码模块用于对多数据格式进行解码，进而实现了对传统文本格式解码外还具有集中解码功能，所述数据清洗模块用于对解码后的数据中提取累计降水、风、位势高度、相对湿度、组合反射率、能见度的气象要素，将多源资料进行分辨率统一化，形成统一分辨率的数据，所述信息转换模块用于对三小时累计降水再计算，解决现有数据中仅有累计降水，没有间隔降水数据，形成更符合预报员需要的数据，所述多模式集成模块用于分析多模式集成的降水概率预报数据和组合放射率预报数据，通过产品算法丰富预报数据内容，所述产品绘制模块用于绘制500/700/850hPa的位势高度、风、相对湿度综合图，三小时累计降水图，能见度图，组合反射率和10米风场综合图，多层大风速综合图，多阈值的集成降水概率预报图，集成组合放射率预报图。
根据上述技术方案，所述可视化控制端包括模块化显示模块、衔接突出显示模块、动态辅助显示模块和预报速度控制模块，所述模块化显示模块用于对处理后的预报数据模块化展示处理，形成规则整洁和清爽的展示页面，所述衔接突出显示模块用于根据预报数据内容追踪放大预报内容和在各项展示模块之间形成动态化衔接链条，使用户可以精准读取预报数据内容，所述动态辅助显示模块用于在预报数据内容时生成可视化产品辅助用户了解数据内容，所述预报速度控制模块与动态辅助显示模块电连接，所述预报速度控制模块用于控制预报员播报内容的语速。
根据上述技术方案，所述动态辅助显示模块包括气象数据对比子模块、形象化解析子模块和基准建模子模块，所述气象数据对比子模块用于将各气象数据与民航规定气象数据区间进行比对，所述形象化解析子模块与气象数据对比子模块电连接，所述形象化解析子模块用于深度剖析各气象要素在与民航规定气象要素区间比对后的影响严重度，所述基准建模子模块与形象化解析子模块电连接，所述基准建模子模块用于建立动态对比模型，辅助用户理解天气影响带来的严重程度值。
根据上述技术方案，所述多源数值预报数据的资料处理分析方法包括以下步骤：
步骤S1：自动化监控7种资料的数据是否准时获取，所述7种资料包括中国气象局全球/区域通用数值天气预报系统(GRAPES-Meso)、欧洲中期数值预报中心细网格预报系统(ECMWF-THIN)、美国国家环境预测中心全球预报系统(NCEP-GFS)、华东空管局快速更新循环预报系统(5M)、华东航空气象精细化预报系统(AMEFS)、民航京沪穗数值预报系统(CANFS)、华东区域气象中心中尺度数值预报系统(WARMS)；
步骤S2：集中解码文本(.txt)、NetCDF(.nc)、二进制格式(.ascii)、GRIB(.grb)、GRIB2(.grb2)五种数据格式；
步骤S3：从解码后的数据中提取累计降水、风、位势高度、相对湿度、组合反射率、能见度的气象要素；
步骤S4：将步骤S3中提取的多源资料进行分辨率统一化，形成统一分辨率的数据；
步骤S5：将原数据中累计降水整合后分段式计算，每段间隔为三小时，从而计算出三小时的累计降水；
步骤S6：多模式集成模块结合预设的各项因素影响，分别计算多模式集成的降水概率预报数据和组合放射率预报数据；
步骤S7：提取步骤S1-S6处理分析内容，绘制500/700/850hPa的位势高度、风、相对湿度综合图，三小时累计降水图，能见度图，组合反射率和10米风场综合图，多层大风速综合图，多阈值的集成降水概率预报图，集成组合放射率预报图；
步骤S8：绘制制作完成后，可视化控制端将预报数据产品可视化处理，并进行预报和展示。
根据上述技术方案，所述步骤S8进一步包括以下步骤：
步骤S81：在展示页面中，模块化显示模块按航班、地区、气象要素类型分别划分不同类型主模块区域和主模块区域下对应的子模块区域；
步骤S82：预报数据时，以不同类型为主线对各主模块区域进行播报，播报至相关主模块区域时，主模块区域放大显示，主模块区域下框选的子模块区域突出颜色显示。
根据上述技术方案，所述步骤S82中，在展示页面仅显示当前播报对应的主模块区域内容、前一个播报的主模块区域内容和下一个播报的主模块区域内容，并依次动态滚动，同时三个主模块区域内容之间连接有衔接实线，主模块区域下对应的子模块区域相互间按播报顺序连接有衔接虚线，同时按航班、地区、气象要素类型为主线进行播报时，衔接实线和衔接虚线分别对应黄、绿、蓝三种不同颜色展示。
根据上述技术方案，所述步骤S82还包括以下步骤：
步骤S821：从不同主线出发时，将以该类型相关的气象数据与民航规定气象数据区间进行比对；
步骤S822：对不符合民航规定气象数据区间的相关气象数据值进行深度剖析，建立气象数据与严重性走势图，得到各项气象数据与严重性的关系；
步骤S823：将不同超出民航规定区间的气象数据的严重性统一化后，建立动态对比模型和基准模型；
步骤S824：动态辅助显示模块根据播报对应的子模块区域内容，滚动展示对应子模块区域内容下预报数据的严重性。
根据上述技术方案，所述步骤S823中，将不同超出民航规定区间的气象数据的严重性统一化后，预报速度控制模块获取各个子模块区域对应数值的严重性，并按照控制参数使播报速度值与天气影响严重程度值呈反比运行。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有资料处理端和可视化控制端，可以解决现有技术中，各预报数据处理系统所展示的图形产品，因范围大小、色标、地图投影、分辨率各异，解读比较困难的缺点，还可以通过模块化、可视化以及语速控制的方法，清楚简洁和精准的展示预报数据，实现了用户友好性高和可剖析数据可视化的作用。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的系统模块组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供技术方案：一种多源数值预报数据的资料处理分析方法，该方法基于多源数值预报数据的资料处理分析系统运行，多源数值预报数据的资料处理分析系统包括资料处理端和可视化控制端，资料处理端用于对多源数值预报数据进行分析处理，形成统一数据标准，可视化控制端用于根据预报内容可视化展示数据要素，资料处理端与可视化控制端电连接；通过设置有资料处理端和可视化控制端，可以解决现有技术中，各预报数据处理系统所展示的图形产品，因范围大小、色标、地图投影、分辨率各异，解读比较困难的缺点，还可以通过模块化、可视化以及语速控制的方法，清楚简洁和精准的展示预报数据，实现了用户友好性高和可剖析数据可视化的作用。
资料处理端包括资料监控模块、数据解码模块、数据清洗模块、信息转换模块、多模式集成模块和产品绘制模块，资料监控模块用于实时监控多源数值预报的数据序列，判断数据是否按设定到达指定目录，实现了数据统一，避免各个模式独立监控数据，无统一的来自多个系统的终端数据监控而带来的繁琐处理方式，数据解码模块用于对多数据格式进行解码，进而实现了对传统文本格式解码外还具有集中解码功能，数据清洗模块用于对解码后的数据中提取累计降水、风、位势高度、相对湿度、组合反射率、能见度的气象要素，将多源资料进行分辨率统一化，形成统一分辨率的数据，信息转换模块用于对三小时累计降水再计算，解决现有数据中仅有累计降水，没有间隔降水数据，形成更符合预报员需要的数据，多模式集成模块用于分析多模式集成的降水概率预报数据和组合放射率预报数据，通过产品算法丰富预报数据内容，产品绘制模块用于绘制500/700/850hPa的位势高度、风、相对湿度综合图，三小时累计降水图，能见度图，组合反射率和10米风场综合图，多层大风速综合图，多阈值的集成降水概率预报图，集成组合放射率预报图，形成统一范围、统一色标、统一地理背景的产品。
可视化控制端包括模块化显示模块、衔接突出显示模块、动态辅助显示模块和预报速度控制模块，模块化显示模块用于对处理后的预报数据模块化展示处理，形成规则整洁和清爽的展示页面，衔接突出显示模块用于根据预报数据内容追踪放大预报内容和在各项展示模块之间形成动态化衔接链条，使用户可以精准读取预报数据内容，动态辅助显示模块用于在预报数据内容时生成可视化产品辅助用户了解数据内容，预报速度控制模块与动态辅助显示模块电连接，预报速度控制模块用于控制预报员播报内容的语速，突出受天气原因影响较大航班对应的各项数据，获取用户注意力使其深度理解。
动态辅助显示模块包括气象数据对比子模块、形象化解析子模块和基准建模子模块，气象数据对比子模块用于将各气象数据与民航规定气象数据区间进行比对，形象化解析子模块与气象数据对比子模块电连接，形象化解析子模块用于深度剖析各气象要素在与民航规定气象要素区间比对后的影响严重度，基准建模子模块与形象化解析子模块电连接，基准建模子模块用于建立动态对比模型，辅助用户理解天气影响带来的严重程度值。
多源数值预报数据的资料处理分析方法包括以下步骤：
步骤S1：自动化监控7种资料的数据是否准时获取，7种资料包括中国气象局全球/区域通用数值天气预报系统(GRAPES-Meso)、欧洲中期数值预报中心细网格预报系统(ECMWF-THIN)、美国国家环境预测中心全球预报系统(NCEP-GFS)、华东空管局快速更新循环预报系统(5M)、华东航空气象精细化预报系统(AMEFS)、民航京沪穗数值预报系统(CANFS)、华东区域气象中心中尺度数值预报系统(WARMS)；
步骤S2：集中解码文本(.txt)、NetCDF(.nc)、二进制格式(.ascii)、GRIB(.grb)、GRIB2(.grb2)五种数据格式；
步骤S3：从解码后的数据中提取累计降水、风、位势高度、相对湿度、组合反射率、能见度的气象要素；
步骤S4：将步骤S3中提取的多源资料进行分辨率统一化，形成统一分辨率的数据；
步骤S5：将原数据中累计降水整合后分段式计算，每段间隔为三小时，从而计算出三小时的累计降水，形成更符合预报员需要的数据；
步骤S6：多模式集成模块结合预设的各项因素影响，分别计算多模式集成的降水概率预报数据和组合放射率预报数据；
步骤S7：提取步骤S1-S6处理分析内容，绘制500/700/850hPa的位势高度、风、相对湿度综合图，三小时累计降水图，能见度图，组合反射率和10米风场综合图，多层大风速综合图，多阈值的集成降水概率预报图，集成组合放射率预报图；目前情况是，各系统也有类似的图形产品，但是范围大小、色标、地图投影、分辨率各异，解读困难，通过上述步骤实现了产品显示的统一化，形成统一范围、统一色标、统一地理背景的产品；
步骤S8：绘制制作完成后，可视化控制端将预报数据产品可视化处理，并进行预报和展示；避免原有多模式数据的可视化产品从制作到展示均互不联系，使得产品的用户友好性增强。
步骤S8进一步包括以下步骤：
步骤S81：在展示页面中，模块化显示模块按航班、地区、气象要素类型分别划分不同类型主模块区域和主模块区域下对应的子模块区域；
步骤S82：预报数据时，以不同类型为主线对各主模块区域进行播报，播报至相关主模块区域时，主模块区域放大显示，主模块区域下框选的子模块区域突出颜色显示；使得展示页面模块化展示和具有层次化框选，同时突出播报时的内容模块，使用户快速解读预报数据内容。
步骤S82中，在展示页面仅显示当前播报对应的主模块区域内容、前一个播报的主模块区域内容和下一个播报的主模块区域内容，并依次动态滚动，同时三个主模块区域内容之间连接有衔接实线，主模块区域下对应的子模块区域相互间按播报顺序连接有衔接虚线，同时按航班、地区、气象要素类型为主线进行播报时，衔接实线和衔接虚线分别对应黄、绿、蓝三种不同颜色展示；进一步突出播报时的播报主线和支线走向顺序，大大提高了预报数据锁定的精准度。
步骤S82还包括以下步骤：
步骤S821：从不同主线出发时，将以该类型相关的气象数据与民航规定气象数据区间进行比对；
步骤S822：对不符合民航规定气象数据区间的相关气象数据值进行深度剖析，建立气象数据与严重性走势图，得到各项气象数据与严重性的关系；
步骤S823：将不同超出民航规定区间的气象数据的严重性统一化后，建立动态对比模型和基准模型；
步骤S824：动态辅助显示模块根据播报对应的子模块区域内容，滚动展示对应子模块区域内容下预报数据的严重性；辅助用户快速理解天气影响带来的严重程度值。
步骤S823中，将不同超出民航规定区间的气象数据的严重性统一化后，预报速度控制模块获取各个子模块区域对应数值的严重性，并按照控制参数使播报速度值与天气影响严重程度值呈反比运行；使得播报到受天气原因影响较大的航班、地区和气象要素时，可以放慢语速，突出严重性，获取用户注意力使其深度理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种多源数值预报数据的资料处理分析方法，该方法基于多源数值预报数据的资料处理分析系统运行，其特征在于：所述多源数值预报数据的资料处理分析系统包括资料处理端和可视化控制端，所述资料处理端用于对多源数值预报数据进行分析处理，形成统一数据标准，所述可视化控制端用于根据预报内容可视化展示数据要素，所述资料处理端与可视化控制端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种多源数值预报数据的资料处理分析方法，其特征在于：所述资料处理端包括资料监控模块、数据解码模块、数据清洗模块、信息转换模块、多模式集成模块和产品绘制模块，所述资料监控模块用于实时监控多源数值预报的数据序列，判断数据是否按设定到达指定目录，所述数据解码模块用于对多数据格式进行解码，所述数据清洗模块用于对解码后的数据中提取累计降水、风、位势高度、相对湿度、组合反射率、能见度的气象要素，所述信息转换模块用于对三小时累计降水再计算，所述多模式集成模块用于分析多模式集成的降水概率预报数据和组合放射率预报数据，所述产品绘制模块用于绘制500/700/850hPa的位势高度、风、相对湿度综合图，三小时累计降水图，能见度图，组合反射率和10米风场综合图，多层大风速综合图，多阈值的集成降水概率预报图，集成组合放射率预报图。
3.根据权利要求2所述的一种多源数值预报数据的资料处理分析方法，其特征在于：所述可视化控制端包括模块化显示模块、衔接突出显示模块、动态辅助显示模块和预报速度控制模块，所述模块化显示模块用于对处理后的预报数据模块化展示处理，所述衔接突出显示模块用于根据预报数据内容追踪放大预报内容和在各项展示模块之间形成动态化衔接链条，所述动态辅助显示模块用于在预报数据内容时生成可视化产品辅助用户了解数据内容，所述预报速度控制模块与动态辅助显示模块电连接，所述预报速度控制模块用于控制预报员播报内容的语速。
4.根据权利要求3所述的一种多源数值预报数据的资料处理分析方法，其特征在于：所述动态辅助显示模块包括气象数据对比子模块、形象化解析子模块和基准建模子模块，所述气象数据对比子模块用于将各气象数据与民航规定气象数据区间进行比对，所述形象化解析子模块与气象数据对比子模块电连接，所述形象化解析子模块用于深度剖析各气象要素在与民航规定气象要素区间比对后的影响严重度，所述基准建模子模块与形象化解析子模块电连接，所述基准建模子模块用于建立动态对比模型，辅助用户理解天气影响带来的严重程度值。
5.根据权利要求4所述的一种多源数值预报数据的资料处理分析方法，其特征在于：所述多源数值预报数据的资料处理分析方法包括以下步骤：
步骤S1：自动化监控7种资料的数据是否准时获取，所述7种资料包括中国气象局全球/区域通用数值天气预报系统(GRAPES-Meso)、欧洲中期数值预报中心细网格预报系统(ECMWF-THIN)、美国国家环境预测中心全球预报系统(NCEP-GFS)、华东空管局快速更新循环预报系统(5M)、华东航空气象精细化预报系统(AMEFS)、民航京沪穗数值预报系统(CANFS)、华东区域气象中心中尺度数值预报系统(WARMS)；
步骤S2：集中解码文本(.txt)、NetCDF(.nc)、二进制格式(.ascii)、GRIB(.grb)、GRIB2(.grb2)五种数据格式；
步骤S3：从解码后的数据中提取累计降水、风、位势高度、相对湿度、组合反射率、能见度的气象要素；
步骤S4：将步骤S3中提取的多源资料进行分辨率统一化，形成统一分辨率的数据；
步骤S5：将原数据中累计降水整合后分段式计算，每段间隔为三小时，从而计算出三小时的累计降水；
步骤S6：多模式集成模块结合预设的各项因素影响，分别计算多模式集成的降水概率预报数据和组合放射率预报数据；
步骤S7：提取步骤S1-S6处理分析内容，绘制500/700/850hPa的位势高度、风、相对湿度综合图，三小时累计降水图，能见度图，组合反射率和10米风场综合图，多层大风速综合图，多阈值的集成降水概率预报图，集成组合放射率预报图；
步骤S8：绘制制作完成后，可视化控制端将预报数据产品可视化处理，并进行预报和展示。
6.根据权利要求5所述的一种多源数值预报数据的资料处理分析方法，其特征在于：所述步骤S8进一步包括以下步骤：
步骤S81：在展示页面中，模块化显示模块按航班、地区、气象要素类型分别划分不同类型主模块区域和主模块区域下对应的子模块区域；
步骤S82：预报数据时，以不同类型为主线对各主模块区域进行播报，播报至相关主模块区域时，主模块区域放大显示，主模块区域下框选的子模块区域突出颜色显示。
7.根据权利要求6所述的一种多源数值预报数据的资料处理分析方法，其特征在于：所述步骤S82中，在展示页面仅显示当前播报对应的主模块区域内容、前一个播报的主模块区域内容和下一个播报的主模块区域内容，并依次动态滚动，同时三个主模块区域内容之间连接有衔接实线，主模块区域下对应的子模块区域相互间按播报顺序连接有衔接虚线，同时按航班、地区、气象要素类型为主线进行播报时，衔接实线和衔接虚线分别对应黄、绿、蓝三种不同颜色展示。
8.根据权利要求7所述的一种多源数值预报数据的资料处理分析方法，其特征在于：所述步骤S82还包括以下步骤：
步骤S821：从不同主线出发时，将以该类型相关的气象数据与民航规定气象数据区间进行比对；
步骤S822：对不符合民航规定气象数据区间的相关气象数据值进行深度剖析，建立气象数据与严重性走势图，得到各项气象数据与严重性的关系；
步骤S823：将不同超出民航规定区间的气象数据的严重性统一化后，建立动态对比模型和基准模型；
步骤S824：动态辅助显示模块根据播报对应的子模块区域内容，滚动展示对应子模块区域内容下预报数据的严重性。
9.根据权利要求8所述的一种多源数值预报数据的资料处理分析方法，其特征在于：所述步骤S823中，将不同超出民航规定区间的气象数据的严重性统一化后，预报速度控制模块获取各个子模块区域对应数值的严重性，并按照控制参数使播报速度值与天气影响严重程度值呈反比运行。
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