申请/专利权人：华南理工大学

申请日：2023-05-31

公开（公告）日：2024-02-20

公开（公告）号：CN116680658B

主分类号：G06Q10/06

分类号：G06Q10/06;G06F18/26;G06F18/241;G01W1/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.20#授权;2023.09.19#实质审查的生效;2023.09.01#公开

摘要：本申请涉及气象环境监测的技术领域，公开了一种基于风险评价的热浪监测站选址方法及系统，所述方法包括获取目标区域的历史气象数据，对历史气象数据进行预处理，生成网格化的关联气象数据集；基于关联气象数据集，识别历史高温热浪事件，并计算各网格的热浪特征参数及其汇总指标；基于各热浪特征的汇总指标的空间分布特征，评估各网格的建站优先级；获取多源数据，评估热浪风险，生成热浪风险地图；基于当前站点建设信息、气象要素的时空分布特征和热浪风险地图，通过优化算法迭代计算，确定备选建站位置信息；获取备选建站位置的现场勘察信息，确定拟建站位置信息；本申请具有提高热浪监测站选址的效率和科学性的效果。

主权项：1.一种基于风险评价的热浪监测站选址方法，其特征在于，包括：获取目标区域的历史气象数据，对所述历史气象数据根据空间分布和时间序列进行预处理，生成网格化的关联气象数据集；其包括：获取目标区域的历史气象数据，所述历史气象数据的气象要素包括空气温度、相对湿度和平均风速，所述历史气象数据包括若干权威气象数据集；对所述网格化历史气象数据按空间分布和时间序列进行数据预处理，所述数据预处理包括数据格式转换、异常值剔除和缺失值填补；从所述历史气象数据中获取目标区域内各网格每日的日最高气温，以及所述日最高气温对应的湿度数据和风速数据，生成关联气象数据集；基于关联气象数据集，识别历史高温热浪事件，并基于所述高温热浪事件的发生时间和每日热浪震级，计算各网格的热浪特征参数及其汇总指标；其包括：基于关联气象数据集，确定各网格的每日高温数据集将所述每日高温数据集Ad中的Nth百分位数定义为高温阈值，将日最高气温大于所述高温阈值的日子定义为高温日，将连续三个高温日定义为所述高温热浪事件；基于关联气象数据集，计算各网格的体感温度ATd＝1.07Td+0.2e-0.65V-2.7，其中基于关联气象数据集和体感温度ATd，计算各网格的每日热浪震级Md， 为参考期内ys至ye年度的日最高气温数据的集合，d为选定的目标日期，为以日期d前后15天窗口期的日最高气温数据的集合，Ty,j为y年第j天的日最高气温；Td为日期d的日最高气温，ATd为日期d的最高体感温度，e为水汽压，V为风速，RH为相对湿度，Ty25p、Ty75p分别为ys至ye年度的年度最高气温的25th、75th百分位值；基于各网格在参考期内的所述高温热浪事件的发生时间与每日热浪震级，计算各网格对应的平均热浪震级、热浪日数和热浪频次，以生成所述热浪特征参数；对各所述热浪特征参数根据空间分布和时间序列进行预处理，生成热浪特征数据集，对所述热浪特征数据集进行白化预处理，以消除所述热浪特征数据集的自相关性；通过Mann-Kendall检验法和Sen斜率估计法，得到热浪频次趋势度；通过Mann-Kendall检验法和滑动T检验法对所述热浪特征进行突变检测，确定突变点和对应的突变时间点；将突变时间点之后的子序列作为稳定期，对稳定期内的平均热浪震级和热浪日数求平均，分别得到各网格在稳定期内的年均热浪震级与年均热浪日数；其中，所述平均热浪震级是指一个统计周期内每日热浪震级Md的平均值，所述热浪日数是指一个统计周期内所述高温热浪事件的日数之和，所述热浪频次是指一个统计周期内所述高温热浪事件的次数之和；基于各所述热浪特征的汇总指标在目标区域的空间分布特征，评估各网格关于建立热浪监测站的建站优先级；其包括：基于所述热浪特征数据集在突变时间点之后的所述热浪特征的汇总指标在目标区域的空间分布特征，创建热浪强度地图、热浪日数地图和热浪频次趋势度地图；基于热浪强度地图、热浪日数地图和热浪频次趋势度地图，通过自然断点法确定各网格的年均热浪震级等级、年均热浪日数等级和热浪频次趋势度等级；分别设置年均热浪震级、年均热浪日数和热浪频次趋势度的权重，其中，年均热浪日数的权重＞年均热浪震级的权重＞热浪频次趋势度的权重；基于各网格的年均热浪震级等级、年均热浪日数等级和热浪频次趋势度等级，以及年均热浪震级、年均热浪日数和热浪频次趋势度的权重，计算各网格的建站优先级，生成建设优先级地图；获取目标区域内各网格的多源数据，评估各网格的热浪风险，生成热浪风险地图；其包括：获取各网格的多源数据，对所述多源数据进行格式转换、异常值剔除和缺失值填补处理；基于建设优先级地图，分析各网格发生高温热浪事件的概率、强度和持续时间，以评估各网格关于高温热浪事件的危害性指数；基于所述多源数据分析各网格的人口和土地利用数据，以评估可能受高温热浪事件影响的暴露性指数；基于所述多源数据分析各网格的人口数据、资源数据、环境数据和经济发展数据，以评估受高温热浪事件影响的脆弱性指数；基于各网格的危害性指数、暴露性指数和脆弱性指数进行加权平均计算，生成各网格的热浪风险等级，以创建热浪风险地图；基于当前站点建设信息、气象要素的时空分布特征和热浪风险地图，通过优化算法迭代计算，确定备选建站位置信息；所述热浪风险等级包括高风险、中风险和低风险；其包括：获取当前站点建设信息，确定初始监测站点的位置信息和服务范围信息；基于不同气象要素的半变异函数拟合结果，确定目标区域内拟建热浪监测站的服务半径；设立目标函数：和minnH+nM+nL；约束函数：Dij≤Dmax、∑nAH_i≥0.95AH、nH:nM≥3和nH:nL≥3；基于优化算法，进行迭代求得近似最优解，确定备选建站位置信息；其中，Ai为第i个站点的服务面积；nH，nM，nL分别为拟建设在高风险、中风险和低风险的热浪监测站数量，Dij为第i个站点与第j个站点的距离，Dmax为拟建热浪监测站的服务半径，AH_i为第i个站点覆盖的高风险区域面积，AH为目标区域内高风险区域总面积；获取各所述备选建站位置的现场勘察信息，确定拟建站位置信息。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 华南理工大学 一种基于风险评价的热浪监测站选址方法及系统

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