申请/专利权人：自然资源部第一海洋研究所

申请日：2024-03-25

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN117932362B

主分类号：G06F18/22

分类号：G06F18/22;G06F18/21;G06F17/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2024.05.14#实质审查的生效;2024.04.26#公开

摘要：本发明提供了一种中尺度涡旋识别和轨迹追踪方法及其装置，包括：利用闭合等值线法对所述海面高度数据和所述海面温度数据进行涡旋识别，得到多个海面高度中尺度涡旋和多个海面温度中尺度涡旋；将相同时间的所述海面高度中尺度涡旋与所述海面温度中尺度涡旋进行空间匹配；利用连续时间的至少两个所述修正中尺度涡旋判断是否存在同一涡旋，若不存在同一涡旋，则利用连续时间的所述补充中尺度涡旋与所述所述修正中尺度涡旋判断是否存在同一涡旋。本发明通过将海面高度数据和海面温度数据进行结合，充分发挥两种遥感数据对海洋中尺度涡旋的观测能力，开展海洋中尺度涡旋观测识别。并且通过对海面高度中尺度涡旋进行改进，提高中尺度涡旋的观测精度。

主权项：1.一种中尺度涡旋识别和轨迹追踪方法，其特征在于，所述方法包括：获取海面高度数据和海面温度数据；利用闭合等值线法对所述海面高度数据和所述海面温度数据进行涡旋识别，得到多个海面高度中尺度涡旋和多个海面温度中尺度涡旋；将相同时间的所述海面高度中尺度涡旋与所述海面温度中尺度涡旋进行空间匹配，得到多个修正中尺度涡旋和多个补充中尺度涡旋，包括：计算相同时间的所述海面高度中尺度涡旋与所述海面温度中尺度涡旋的第一空间重合率；所述第一空间重合率的计算公式如下： ；式中：表示第一空间重合率； 表示海面高度中尺度涡旋； 表示海面温度中尺度涡旋； 表示海面高度中尺度涡旋与海面温度中尺度涡旋的重叠区域； 表示海面高度中尺度涡旋与海面温度中尺度涡旋的并集区域；判断所述第一空间重合率是否大于或等于第一预设阈值；若所述第一空间重合率大于或等于第一预设阈值，则利用所述海面温度中尺度涡旋对所述海面高度中尺度涡旋进行修正，得到修正中尺度涡旋；若所述第一空间重合率小于第二预设阈值时，则将所述海面高度中尺度涡旋作为所述修正中尺度涡旋、所述海面温度中尺度涡旋作为补充中尺度涡旋；利用连续时间的至少两个所述修正中尺度涡旋判断是否存在同一涡旋，若不存在同一涡旋，则利用连续时间的所述补充中尺度涡旋与所述修正中尺度涡旋判断是否存在同一涡旋；其中至少两个所述修正中尺度涡旋或所述补充中尺度涡旋与所述所述修正中尺度涡旋存在同一涡旋，则确定涡旋移动轨迹，包括：根据第一修正中尺度涡旋以两倍半径为空间范围搜寻对应的第二修正中尺度涡旋；其中所述第一修正中尺度涡旋为第一时间的所述修正中尺度涡旋，所述第二修正中尺度涡旋为第二时间的所述修正中尺度涡旋；计算第一修正中尺度涡旋与多个第二修正中尺度涡旋的涡旋属性变化率；所述涡旋属性变化率的计算公式如下： ；式中：D表示涡旋属性变化率； 表示第一修正中尺度涡旋； 表示第二修正中尺度涡旋； 表示第一修正中尺度涡旋与第二修正中尺度涡旋的半径的变化，； 表示第一修正中尺度涡旋的半径； 表示第二修正中尺度涡旋的半径； 表示第一修正中尺度涡旋与第二修正中尺度涡旋的振幅的变化，； 表示第一修正中尺度涡旋的振幅； 表示第二修正中尺度涡旋的振幅；判断所述涡旋属性变化率是否小于第三预设阈值；若所述涡旋属性变化率小于所述第三预设阈值，确定所述涡旋属性变化率最小的所述第二修正中尺度涡旋与所述第一修正中尺度涡旋为同一涡旋，同时确定所述涡旋移动轨迹；若所述涡旋属性变化率大于所述第三预设阈值，则计算所述第一修正中尺度涡旋与多个所述第二修正中尺度涡旋的第二空间重叠率；所述第二空间重叠率的计算公式如下： ；式中：表示第二空间重叠率； 表示第一修正中尺度涡旋与第二修正中尺度涡旋的重叠区域； 表示第一修正中尺度涡旋和第二修正中尺度涡旋中较小的空间范围；判断所述第二空间重叠率是否大于涡旋重叠率临界阈值；若所述第二空间重叠率大于所述涡旋重叠率临界阈值，则确定所述第二空间重叠率大于所述涡旋重叠率临界阈值的所述第二修正中尺度涡旋与所述第一修正中尺度涡旋为同一涡旋，同时确定所述涡旋移动轨迹；若所述第二空间重叠率小于所述涡旋重叠率临界阈值，根据所述第一修正中尺度涡旋以两倍半径为空间范围搜寻第二时间的所述补充中尺度涡旋；计算所述第一修正中尺度涡旋与第二时间的所述补充中尺度涡旋的所述第二空间重叠率；判断所述第二空间重叠率是否大于所述涡旋重叠率临界阈值；若所述第二空间重叠率大于所述涡旋重叠率临界阈值，则确定所述第二空间重叠率大于所述涡旋重叠率临界阈值的第二时间的所述补充中尺度涡旋与所述第一修正中尺度涡旋为同一涡旋，同时确定所述涡旋移动轨迹；若所述第二空间重叠率小于所述涡旋重叠率临界阈值，则在预设延长时间范围内继续搜寻，直至未搜寻到第二时间的所述补充中尺度涡旋与所述第一修正中尺度涡旋的同一涡旋。

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