基于蟻群系統(tǒng)理論的槽線識(shí)別研究與應(yīng)用.pdf

1、在經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展的今天,天氣預(yù)報(bào)的重要性日益彰顯,涉及到社會(huì)生產(chǎn)、人民生活等諸多領(lǐng)域的切實(shí)利益。同時(shí),隨著計(jì)算機(jī)軟件和硬件技術(shù)的周期性飛躍,海量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)資料的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化處理成為當(dāng)務(wù)之急。影響天氣的因素有很多,引起天氣變化的氣象條件就更多,保證天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的難度是難以想象的。在氣象領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用最廣泛的是天氣圖,各種氣象探測(cè)數(shù)據(jù)都會(huì)嚴(yán)格準(zhǔn)確地顯示在天氣圖中,除了必備的理論依據(jù),還有預(yù)報(bào)員根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出一系列影響天氣的要素,同時(shí)據(jù)此

2、分析和判斷天氣狀況,做出預(yù)報(bào)分析結(jié)論。這些由經(jīng)驗(yàn)而得到的天氣要素在如今的預(yù)報(bào)中已經(jīng)占據(jù)了很重要的地位,實(shí)際應(yīng)用中對(duì)于天氣圖中這些天氣要素的分析要求也日益提高,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分析處理成了實(shí)際應(yīng)用中的熱點(diǎn)。由于目前應(yīng)用的氣象業(yè)務(wù)分析系統(tǒng)還沒有包括槽線的計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng),所以本課題一個(gè)最大的目標(biāo)就是填補(bǔ)這一空白,使今后的業(yè)務(wù)系統(tǒng)中引入槽線自動(dòng)識(shí)別的功能,使預(yù)報(bào)員徹底脫離人工查找、手繪天氣圖中槽線的現(xiàn)狀,為天氣要素的分析提供更加迅速、準(zhǔn)確、省力的方

3、法,促進(jìn)氣象領(lǐng)域自動(dòng)化識(shí)別技術(shù)的普及和發(fā)展。本文從應(yīng)用需求角度出發(fā),結(jié)合天氣預(yù)報(bào)分析現(xiàn)狀,對(duì)在天氣變化中扮演重要角色的“槽線”進(jìn)行了分析探討。在分析槽線所引起的天氣變化和其基本特征的基礎(chǔ)上,得出了計(jì)算機(jī)識(shí)別的基本策略,并且在學(xué)習(xí)了群集智能理論后,根據(jù)蟻群系統(tǒng)的一系列算法和相關(guān)框架,得出了“量身定制”的基于蟻群系統(tǒng)理論的槽線識(shí)別方法。該算法由以下幾個(gè)主要部分構(gòu)成:高空壓力場(chǎng)等壓線識(shí)別、低壓槽內(nèi)槽點(diǎn)識(shí)別、低壓槽區(qū)域中心識(shí)別、基于蟻群算法的槽