本發(fā)明涉及氣象預(yù)報(bào)領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)格點(diǎn)溫度預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)精細(xì)化處理的方法。
背景技術(shù)：
目前，氣象部門用于業(yè)務(wù)系統(tǒng)的預(yù)報(bào)方法主要有dmo方法、pp法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、mos方法、相似預(yù)報(bào)方法、動(dòng)力方法及卡爾曼濾波方法等。
傳統(tǒng)的dmo方法就是通過插值把格點(diǎn)上的模式要素預(yù)報(bào)結(jié)果分析到具體的站點(diǎn)，得到站點(diǎn)上的要素預(yù)報(bào)，對(duì)于不是模式直接輸出的要素，采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得到，其缺點(diǎn)在于對(duì)模式誤差沒有訂正能力，預(yù)報(bào)精度完全依賴于模式，相對(duì)于形勢(shì)場(chǎng)預(yù)報(bào)模式對(duì)要素預(yù)報(bào)的精度往往不是很高；
完全預(yù)報(bào)方法(pp法)是用歷史資料中與預(yù)報(bào)對(duì)象同時(shí)間的實(shí)際氣象參量作預(yù)報(bào)因子，建立統(tǒng)計(jì)方程，之后在假定數(shù)值預(yù)報(bào)的結(jié)果是“完全正確”(perfect)的前提下，用數(shù)值預(yù)報(bào)輸出值代入到上述統(tǒng)計(jì)方程中，就可得到與預(yù)報(bào)時(shí)刻相對(duì)應(yīng)的預(yù)報(bào)值；其缺點(diǎn)除含有統(tǒng)計(jì)關(guān)系造成的誤差外，主要是無法考慮數(shù)值模式的預(yù)報(bào)誤差，使最終的氣溫預(yù)報(bào)結(jié)果受到一定影響；
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是非線性方法的一種，它實(shí)際上是一個(gè)可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)2組變量間非線性映射關(guān)系的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其本質(zhì)是優(yōu)化計(jì)算中的梯度下降法，利用誤差對(duì)于權(quán)、閾值的一階導(dǎo)數(shù)信息，應(yīng)用誤差反傳原理不斷調(diào)整網(wǎng)絡(luò)權(quán)值、閾值，使網(wǎng)絡(luò)輸出值與期望值之間的誤差平方和達(dá)到最小或小于設(shè)定精度。
在當(dāng)前人們對(duì)溫度預(yù)報(bào)要求精度更高的情況下，傳統(tǒng)的各種方法都已經(jīng)不能適應(yīng)目前的高精細(xì)化溫度預(yù)報(bào)需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)格點(diǎn)溫度預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)精細(xì)化處理的方法。
一種對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)格點(diǎn)溫度預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)精細(xì)化處理的方法，其中包括如下步驟：
1)、進(jìn)行系統(tǒng)初始化；之后，進(jìn)入步驟2)；
2)、獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括：1、地域范圍內(nèi)的ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)t；2、地域范圍內(nèi)各觀測(cè)站的逐小時(shí)實(shí)況觀測(cè)氣溫?cái)?shù)據(jù)t；3、地域范圍內(nèi)各觀測(cè)站的逐日最高氣溫?cái)?shù)據(jù)tmax和最低氣溫?cái)?shù)據(jù)tmin；將以上所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)放入指定的系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域；之后，進(jìn)入步驟3)；
3)、觀測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)經(jīng)緯度值設(shè)為(i,j),對(duì)應(yīng)ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度數(shù)值預(yù)報(bào)格點(diǎn)數(shù)據(jù)，該觀測(cè)站點(diǎn)(i,j)的周圍四個(gè)格點(diǎn)的經(jīng)緯度值分別設(shè)為(i-1、j-1)、(i+1、j-1)、(i+1、j+1)、(i-1、j+1)，所述觀測(cè)站點(diǎn)逐小時(shí)實(shí)況氣溫?cái)?shù)據(jù)的集合為t1(i,j)，其周圍四個(gè)格點(diǎn)位置的ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)值的集合分別是t1(i-1、j-1)、t1(i+1、j-1)、t1(i+1、j+1)、t1(i-1、j+1)，讀取上述數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析，并進(jìn)行數(shù)據(jù)樣本篩選，具體步驟如下：
31)、使用ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)t,對(duì)其預(yù)報(bào)時(shí)效內(nèi)的每個(gè)預(yù)報(bào)數(shù)值集合按時(shí)間先后順序，對(duì)當(dāng)前觀測(cè)站點(diǎn)周圍四個(gè)格點(diǎn)位置的ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)值的集合t1(i-1、j-1)、t1(i+1、j-1)、t1(i+1、j+1)、t1(i-1、j+1)使用雙線性二次插值法進(jìn)行插值計(jì)算，從而得到和該觀測(cè)站對(duì)應(yīng)位置的每個(gè)對(duì)應(yīng)時(shí)次的預(yù)報(bào)值集合t1(i,j),具體采用先緯向、后經(jīng)向插值：
先在緯向i-1和i+1上進(jìn)行線性一元一次插值，公式如下：
再在徑向j上進(jìn)行線性一元一次插值，公式如下：
式中：數(shù)據(jù)t1(i-1、j-1)、t1(i-1、j+1)、t1(i+1、j-1)、t1(i+1、j+1)分別表示當(dāng)前觀測(cè)站點(diǎn)(i,j)的周圍最近相鄰四個(gè)格點(diǎn)位置的ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)值；t1(i-1、j)、t1(i+1、j)分別是緯度i-1、緯度i+1上的一次線性插值結(jié)果；t1(i、j)是進(jìn)行上述插值運(yùn)算后所得出的該觀測(cè)站位置溫度的預(yù)報(bào)值,之后進(jìn)入步驟32)；
32)、利用步驟31)中計(jì)算得到的數(shù)據(jù)t1(i、j)，和其對(duì)應(yīng)的實(shí)況數(shù)值t1(i,j)，計(jì)算兩者誤差δt1(i、j)＝t1(i、j)-t1(i、j)；之后，進(jìn)入步驟33)；
33)、對(duì)所述觀測(cè)站點(diǎn)所有預(yù)報(bào)時(shí)次的誤差δt1(i、j)值進(jìn)行篩選，只選取誤差絕對(duì)值小于等于4的樣本，對(duì)于|δt1(i、j)|大于4的按4取值，使-4≤|δt1(i、j)|≤4；之后，進(jìn)入步驟4)；
4)、利用步驟3)篩選后得到的誤差δt1(i、j)，分別計(jì)算24節(jié)氣每個(gè)節(jié)氣的誤差δt1(i、j)的算數(shù)平均值和連續(xù)三天的同一預(yù)報(bào)時(shí)次的誤差δt1(i、j)的滑動(dòng)平均值，并對(duì)計(jì)算所得數(shù)值使用反正切函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理，具體計(jì)算方法為：同時(shí)進(jìn)入步驟41)、42)：
41)、計(jì)算24節(jié)氣每個(gè)節(jié)氣的誤差δt1(i、j)的算數(shù)平均值，具體方法如下：
其中n為同一個(gè)節(jié)氣內(nèi)的同一預(yù)報(bào)時(shí)次樣本總數(shù)；
使用反正切函數(shù)對(duì)
42)、計(jì)算連續(xù)三天的同一預(yù)報(bào)時(shí)次的δt(i、j)i滑動(dòng)平均值，i是變量，表示一個(gè)具體日期的某一個(gè)預(yù)報(bào)時(shí)次，具體方法如下：
5)、使用步驟3)得到的與所述觀測(cè)站對(duì)應(yīng)位置的每個(gè)對(duì)應(yīng)時(shí)次的預(yù)報(bào)值集合t1(i,j)和步驟4)中得到的使用反正切函數(shù)優(yōu)化后的24節(jié)氣每個(gè)節(jié)氣的誤差δt1(i、j)的算數(shù)平均值
其中數(shù)據(jù)t1(i、j)為觀測(cè)站點(diǎn)(i、j)的預(yù)報(bào)值，數(shù)據(jù)t1(i、j)為對(duì)應(yīng)時(shí)間的該觀測(cè)站點(diǎn)的氣溫實(shí)況值，根據(jù)步驟41)和步驟42)計(jì)算所得的數(shù)據(jù)
6)、對(duì)于地域范圍內(nèi)其他觀測(cè)站點(diǎn)按設(shè)定順序重復(fù)步驟3)、步驟4)、步驟5)，即可得到各觀測(cè)站點(diǎn)的權(quán)重系數(shù)、滑動(dòng)平均值、節(jié)氣誤差平均值的集合
7)、根據(jù)步驟6)，計(jì)算得到各個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)節(jié)氣的誤差平均值
tr為格點(diǎn)數(shù)值的修訂值，將結(jié)果存入系統(tǒng)指定的存儲(chǔ)區(qū)域，即完成對(duì)格點(diǎn)資料的訂正；之后進(jìn)入步驟8)；
8)、根據(jù)步驟7)得到的訂正后的格點(diǎn)數(shù)值tr，然后對(duì)地域范圍內(nèi)指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)再次使用雙線性二次插值法進(jìn)行插值計(jì)算，從而得出該坐標(biāo)點(diǎn)的預(yù)報(bào)值t(e、f)，同時(shí)根據(jù)該坐標(biāo)點(diǎn)的預(yù)報(bào)值t(e、f)，做出地域范圍內(nèi)指定坐標(biāo)點(diǎn)的日最高溫度和最低溫度的預(yù)報(bào)，具體步驟如下：
81)、在區(qū)域范圍內(nèi)指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)，其周邊四個(gè)ec細(xì)網(wǎng)格格點(diǎn)的坐標(biāo)分別為：(e-1,f-1)、(e-1,f+1)、(e+1,f+1)、(e+1,f-1)，使用ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)t，得到該指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)周邊四個(gè)ec細(xì)網(wǎng)格格點(diǎn)的最新預(yù)報(bào)時(shí)次2米溫度預(yù)報(bào)數(shù)值的集合分別是t(e-1、f-1)、t(e-1、f+1)、t(e+1、f+1)、t(e+1、f-1)，使用雙線性二次插值法進(jìn)行插值計(jì)算，具體采用先緯向、后經(jīng)向插值：
先在緯向e-1和e+1上進(jìn)行線性一元一次插值，公式如下：
再在徑向f上進(jìn)行線性一元一次插值，公式如下：
式中：t(e-1、f)、t(e+1、f)分別是緯度e-1、緯度e+1上的一次線性插值結(jié)果；t(e、f)即是進(jìn)行上述插值運(yùn)算后所得出的指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)的溫度預(yù)報(bào)值的集合；之后，同時(shí)進(jìn)入步驟82)、83)；
82)、實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)最高溫度預(yù)報(bào)的具體步驟如下：
821)、使用坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)所在縣域內(nèi)觀測(cè)站的逐小時(shí)實(shí)況觀測(cè)氣溫?cái)?shù)據(jù)t和逐日最高氣溫?cái)?shù)據(jù)tmax建立最高溫度公式：
tmax＝td14+α(td14-td08)
得到
其中d代表當(dāng)天，08、14代表北京時(shí)的時(shí)次，td08、td14即為當(dāng)天08時(shí)和14時(shí)的實(shí)況觀測(cè)溫度值，tmax為當(dāng)日最高溫度，α為逐日最高溫度的回歸系數(shù)；
之后，進(jìn)入步驟822)；
822)、按照節(jié)氣劃分一年為24個(gè)時(shí)間段，讀取對(duì)應(yīng)節(jié)氣時(shí)段的歷史實(shí)況數(shù)據(jù)，依此計(jì)算出歷年來同一個(gè)節(jié)氣里逐日最高溫度回歸系數(shù)α的算術(shù)平均值
823)、由步驟822)得到該觀測(cè)站站點(diǎn)的逐日最高溫度回歸系數(shù)α的算術(shù)平均值
其中d代表當(dāng)前日期，08、14代表北京時(shí)的時(shí)次，t(e、f)d08、t(e、f)d14即分別為：當(dāng)前日期指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)位置ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度資料在08時(shí)、14時(shí)的預(yù)報(bào)值，t(e、f)h即為計(jì)算出來的當(dāng)前日期指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)位置當(dāng)日的預(yù)計(jì)算最高溫度數(shù)值；之后，進(jìn)入步驟824)；
824)、讀取步驟81)得到的指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)的最新時(shí)次的ec細(xì)網(wǎng)格資料訂正數(shù)值t(e、f)，選取當(dāng)前日期的14時(shí)、17時(shí)、當(dāng)前日期前一天的20時(shí)三個(gè)時(shí)次數(shù)值：t(e、f)d14、t(e、f)d17、t(e、f)(d-1)20，與步驟823)所得到的當(dāng)日的預(yù)計(jì)算最高溫度數(shù)值t(e、f)h對(duì)比，選取最大值：
tmax＝max{t(e、f)d14，t(e、f)d17，t(e、f)(d-1)20，t(e、f)h}；
tmax即為當(dāng)前日期坐標(biāo)點(diǎn)(e、f)的最高溫度,將結(jié)果存入系統(tǒng)指定的存儲(chǔ)區(qū)域；
83)、實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)最低溫度預(yù)報(bào)的具體步驟如下：
831)、使用坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)所在縣域內(nèi)觀測(cè)站的逐小時(shí)實(shí)況觀測(cè)氣溫?cái)?shù)據(jù)t和逐日最低氣溫?cái)?shù)據(jù)tmin建立最低溫度公式：
tmin＝td08+β(td14-td08)
得到
其中d代表當(dāng)前日期，08、14代表北京時(shí)的時(shí)次，td08、td14即為當(dāng)前日期08時(shí)和14時(shí)的實(shí)況觀測(cè)溫度值，β為逐日最低溫度的回歸系數(shù)；之后進(jìn)入步驟832)；
832)、按照節(jié)氣劃分一年為24個(gè)時(shí)間段，讀取對(duì)應(yīng)節(jié)氣時(shí)段的歷史實(shí)況數(shù)據(jù)，計(jì)算出歷年來同一個(gè)節(jié)氣里逐日最低溫度回歸系數(shù)β的算術(shù)平均值
833)、由步驟832)得到該觀測(cè)站站點(diǎn)的歷年來同一個(gè)節(jié)氣里逐日最低溫度回歸系數(shù)β的算術(shù)平均值
其中d代表當(dāng)前日期，08、14代表北京時(shí)的時(shí)次，t(e、f)d08、t(e、f)d14即為當(dāng)前日期指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)位置ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度資料在08時(shí)和14時(shí)的預(yù)報(bào)值，t(e、f)l即為計(jì)算出來的當(dāng)前日期指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)位置當(dāng)日的預(yù)計(jì)算最低溫度數(shù)值；進(jìn)入步驟834)；
834)、讀取步驟81)得到的指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)的最新時(shí)次的ec細(xì)網(wǎng)格資料訂正數(shù)值t(e、f)，選取當(dāng)前日期的02時(shí)、05時(shí)、20時(shí)三個(gè)時(shí)次數(shù)值：t(e、f)d02、t(e、f)d05、t(e、f)d20，與步驟833)得到的當(dāng)日的預(yù)計(jì)算最低溫度值t(e、f)l對(duì)比，選取最小值：
tmin＝min{t(e、f)d02，t(e、f)d05，t(e、f)d20，t(e、f)l}；tmin即為當(dāng)前日期坐標(biāo)點(diǎn)(e、f)的最低溫度,將結(jié)果存入系統(tǒng)指定的存儲(chǔ)區(qū)域。
本發(fā)明所提供的一種對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)格點(diǎn)溫度預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)精細(xì)化處理的方法，是先通過插值把格點(diǎn)上的模式要素預(yù)報(bào)結(jié)果分析到具體的站點(diǎn)，得到站點(diǎn)上的要素預(yù)報(bào)，然后用歷史資料中與預(yù)報(bào)對(duì)象同時(shí)間的實(shí)際氣象要素值和前面得到的要素預(yù)報(bào)值做誤差對(duì)比分析，建立統(tǒng)計(jì)方程；在預(yù)報(bào)誤差影響因子的選取上，本發(fā)明方法還引入了滑動(dòng)平均和節(jié)氣的影響因子，對(duì)滑動(dòng)平均影響因子和節(jié)氣的影響因子兩組變量通過非線性映射關(guān)系的數(shù)據(jù)處理，尋求滑動(dòng)平均值因子和節(jié)氣因子最優(yōu)權(quán)重系數(shù)來進(jìn)行建模，從而得到最佳的誤差修訂值；經(jīng)試驗(yàn)證明，本發(fā)明方法對(duì)溫度預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)精細(xì)化的優(yōu)化作用非常有效，具體優(yōu)點(diǎn)如下：
(1)本發(fā)明方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品中的格點(diǎn)溫度要素預(yù)報(bào)產(chǎn)品進(jìn)行細(xì)致訂正，本發(fā)明方法還適用于當(dāng)前氣象部門使用的各類數(shù)值預(yù)報(bào)要素預(yù)報(bào)產(chǎn)品，并且數(shù)值預(yù)報(bào)模式升級(jí)后，本發(fā)明方法仍然適用；
(2)本發(fā)明方法對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)要素預(yù)報(bào)產(chǎn)品的修訂，引入了滑動(dòng)平均因子和不同節(jié)氣的氣候差異因子，用兩者加權(quán)平均作為回歸系數(shù)，這樣既保證了結(jié)果相對(duì)于數(shù)值預(yù)報(bào)要素預(yù)報(bào)產(chǎn)品本身的準(zhǔn)確性又體現(xiàn)了當(dāng)?shù)貧夂蛞?guī)律本身的客觀性；
(3)本發(fā)明方法具有智能化自主學(xué)習(xí)功能，可以隨著資料的進(jìn)一步累積不斷尋求最優(yōu)參數(shù)自動(dòng)優(yōu)化預(yù)報(bào)結(jié)果，不需要人工干預(yù)自我升級(jí)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提供的一種對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)格點(diǎn)溫度預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)精細(xì)化處理的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了一種對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)格點(diǎn)溫度預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)精細(xì)化處理的方法，如圖1所示流程圖，具體包括如下步驟：
1)、進(jìn)行系統(tǒng)初始化；之后，進(jìn)入步驟2)；
2)、獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括：1、地域范圍內(nèi)的ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)t；2、地域范圍內(nèi)各觀測(cè)站的逐小時(shí)實(shí)況觀測(cè)氣溫?cái)?shù)據(jù)t；3、地域范圍內(nèi)各觀測(cè)站的逐日最高氣溫?cái)?shù)據(jù)tmax和最低氣溫?cái)?shù)據(jù)tmin；將以上所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)放入指定的系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域；之后，進(jìn)入步驟3)；
3)、觀測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)經(jīng)緯度值設(shè)為(i,j),對(duì)應(yīng)ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度數(shù)值預(yù)報(bào)格點(diǎn)數(shù)據(jù)，該觀測(cè)站點(diǎn)(i,j)的周圍四個(gè)格點(diǎn)的經(jīng)緯度值分別設(shè)為(i-1、j-1)、(i+1、j-1)、(i+1、j+1)、(i-1、j+1)，所述觀測(cè)站點(diǎn)逐小時(shí)實(shí)況氣溫?cái)?shù)據(jù)的集合為t1(i,j)，其周圍四個(gè)格點(diǎn)位置的ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)值的集合分別是t1(i-1、j-1)、t1(i+1、j-1)、t1(i+1、j+1)、t1(i-1、j+1)，讀取上述數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析，并進(jìn)行數(shù)據(jù)樣本篩選，具體步驟如下：
31)、使用ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)t,對(duì)其預(yù)報(bào)時(shí)效內(nèi)的每個(gè)預(yù)報(bào)數(shù)值集合按時(shí)間先后順序，對(duì)當(dāng)前觀測(cè)站點(diǎn)周圍四個(gè)格點(diǎn)位置的ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)值的集合t1(i-1、j-1)、t1(i+1、j-1)、t1(i+1、j+1)、t1(i-1、j+1)使用雙線性二次插值法進(jìn)行插值計(jì)算，從而得到和該觀測(cè)站對(duì)應(yīng)位置的每個(gè)對(duì)應(yīng)時(shí)次的預(yù)報(bào)值集合t1(i,j),具體采用先緯向、后經(jīng)向插值：
先在緯向i-1和i+1上進(jìn)行線性一元一次插值，公式如下：
再在徑向j上進(jìn)行線性一元一次插值，公式如下：
式中：數(shù)據(jù)t1(i-1、j-1)、t1(i-1、j+1)、t1(i+1、j-1)、t1(i+1、j+1)分別表示當(dāng)前觀測(cè)站點(diǎn)(i,j)的周圍最近相鄰四個(gè)格點(diǎn)位置的ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)值；t1(i-1、j)、t1(i+1、j)分別是緯度i-1、緯度i+1上的一次線性插值結(jié)果；t1(i、j)是進(jìn)行上述插值運(yùn)算后所得出的該觀測(cè)站位置溫度的預(yù)報(bào)值,之后進(jìn)入步驟32)；
32)、利用步驟31)中計(jì)算得到的數(shù)據(jù)t1(i、j)，和其對(duì)應(yīng)的實(shí)況數(shù)值t1(i,j)，計(jì)算兩者誤差δt1(i、j)＝t1(i、j)-t1(i、j)；之后，進(jìn)入步驟33)；
33)、對(duì)所述觀測(cè)站點(diǎn)所有預(yù)報(bào)時(shí)次的誤差δt1(i、j)值進(jìn)行篩選，只選取誤差絕對(duì)值小于等于4的樣本，對(duì)于|δt1(i、j)|大于4的按4取值，使-4≤|δt1(i、j)|≤4；之后，進(jìn)入步驟4)；
4)、利用步驟3)篩選后得到的誤差δt1(i、j)，分別計(jì)算24節(jié)氣每個(gè)節(jié)氣的誤差δt1(i、j)的算數(shù)平均值和連續(xù)三天的同一預(yù)報(bào)時(shí)次的誤差δt1(i、j)的滑動(dòng)平均值，并對(duì)計(jì)算所得數(shù)值使用反正切函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理，具體計(jì)算方法為：同時(shí)進(jìn)入步驟41)、42)：
41)、計(jì)算24節(jié)氣每個(gè)節(jié)氣的誤差δt1(i、j)的算數(shù)平均值，具體方法如下：
其中n為同一個(gè)節(jié)氣內(nèi)的同一預(yù)報(bào)時(shí)次樣本總數(shù)；
使用反正切函數(shù)對(duì)
42)、計(jì)算連續(xù)三天的同一預(yù)報(bào)時(shí)次的δt(i、j)i滑動(dòng)平均值，i是變量，表示一個(gè)具體日期的某一個(gè)預(yù)報(bào)時(shí)次，具體方法如下：
5)、使用步驟3)得到的與所述觀測(cè)站對(duì)應(yīng)位置的每個(gè)對(duì)應(yīng)時(shí)次的預(yù)報(bào)值集合t1(i,j)和步驟4)中得到的使用反正切函數(shù)優(yōu)化后的24節(jié)氣每個(gè)節(jié)氣的誤差δt1(i、j)的算數(shù)平均值
其中數(shù)據(jù)t1(i、j)為觀測(cè)站點(diǎn)(i、j)的預(yù)報(bào)值，數(shù)據(jù)t1(i、j)為對(duì)應(yīng)時(shí)間的該觀測(cè)站點(diǎn)的氣溫實(shí)況值，根據(jù)步驟41)和步驟42)計(jì)算所得的數(shù)據(jù)
6)、對(duì)于地域范圍內(nèi)其他觀測(cè)站點(diǎn)按設(shè)定順序重復(fù)步驟3)、步驟4)、步驟5)，即可得到各觀測(cè)站點(diǎn)的權(quán)重系數(shù)、滑動(dòng)平均值、節(jié)氣誤差平均值的集合
7)、根據(jù)步驟6)，計(jì)算得到各個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)節(jié)氣的誤差平均值
tr為格點(diǎn)數(shù)值的修訂值，將結(jié)果存入系統(tǒng)指定的存儲(chǔ)區(qū)域，即完成對(duì)格點(diǎn)資料的訂正；之后進(jìn)入步驟8)；
8)、根據(jù)步驟7)得到的訂正后的格點(diǎn)數(shù)值tr，然后對(duì)地域范圍內(nèi)指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)再次使用雙線性二次插值法進(jìn)行插值計(jì)算，從而得出該坐標(biāo)點(diǎn)的預(yù)報(bào)值t(e、f)，同時(shí)根據(jù)該坐標(biāo)點(diǎn)的預(yù)報(bào)值t(e、f)，做出地域范圍內(nèi)指定坐標(biāo)點(diǎn)的日最高溫度和最低溫度的預(yù)報(bào)，具體步驟如下：
81)、在區(qū)域范圍內(nèi)指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)，其周邊四個(gè)ec細(xì)網(wǎng)格格點(diǎn)的坐標(biāo)分別為：(e-1,f-1)、(e-1,f+1)、(e+1,f+1)、(e+1,f-1)，使用ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)t，得到該指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)周邊四個(gè)ec細(xì)網(wǎng)格格點(diǎn)的最新預(yù)報(bào)時(shí)次2米溫度預(yù)報(bào)數(shù)值的集合分別是t(e-1、f-1)、t(e-1、f+1)、t(e+1、f+1)、t(e+1、f-1)，使用雙線性二次插值法進(jìn)行插值計(jì)算，具體采用先緯向、后經(jīng)向插值：
先在緯向e-1和e+1上進(jìn)行線性一元一次插值，公式如下：
再在徑向f上進(jìn)行線性一元一次插值，公式如下：
式中：t(e-1、f)、t(e+1、f)分別是緯度e-1、緯度e+1上的一次線性插值結(jié)果；t(e、f)即是進(jìn)行上述插值運(yùn)算后所得出的指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)的溫度預(yù)報(bào)值的集合；之后，同時(shí)進(jìn)入步驟82)、83)；
82)、實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)最高溫度預(yù)報(bào)的具體步驟如下：
821)、使用坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)所在縣域內(nèi)觀測(cè)站的逐小時(shí)實(shí)況觀測(cè)氣溫?cái)?shù)據(jù)t和逐日最高氣溫?cái)?shù)據(jù)tmax建立最高溫度公式：
tmax＝td14+α(td14-td08)
得到
其中d代表當(dāng)天，08、14代表北京時(shí)的時(shí)次，td08、td14即為當(dāng)天08時(shí)和14時(shí)的實(shí)況觀測(cè)溫度值，tmax為當(dāng)日最高溫度，α為逐日最高溫度的回歸系數(shù)；
之后，進(jìn)入步驟822)；
822)、按照節(jié)氣劃分一年為24個(gè)時(shí)間段，讀取對(duì)應(yīng)節(jié)氣時(shí)段的歷史實(shí)況數(shù)據(jù)，依此計(jì)算出歷年來同一個(gè)節(jié)氣里逐日最高溫度回歸系數(shù)α的算術(shù)平均值
這里“歷年來同一個(gè)節(jié)氣里逐日最高溫度回歸系數(shù)α的算術(shù)平均值
823)、由步驟822)得到該觀測(cè)站站點(diǎn)的逐日最高溫度回歸系數(shù)α的算術(shù)平均值
其中d代表當(dāng)前日期，08、14代表北京時(shí)的時(shí)次，t(e、f)d08、t(e、f)d14即分別為：當(dāng)前日期指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)位置ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度資料在08時(shí)、14時(shí)的預(yù)報(bào)值，t(e、f)h即為計(jì)算出來的當(dāng)前日期指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)位置當(dāng)日的預(yù)計(jì)算最高溫度數(shù)值；之后，進(jìn)入步驟824)；
824)、讀取步驟81)得到的指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)的最新時(shí)次的ec細(xì)網(wǎng)格資料訂正數(shù)值t(e、f)，選取當(dāng)前日期的14時(shí)、17時(shí)、當(dāng)前日期前一天的20時(shí)三個(gè)時(shí)次數(shù)值：t(e、f)d14、t(e、f)d17、t(e、f)(d-1)20，與步驟823)所得到的當(dāng)日的預(yù)計(jì)算最高溫度數(shù)值t(e、f)h對(duì)比，選取最大值：
tmax＝max{t(e、f)d14，t(e、f)d17，t(e、f)(d-1)20，t(e、f)h}；
tmax即為當(dāng)前日期坐標(biāo)點(diǎn)(e、f)的最高溫度,將結(jié)果存入系統(tǒng)指定的存儲(chǔ)區(qū)域；
83)、實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)最低溫度預(yù)報(bào)的具體步驟如下：
831)、使用坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)所在縣域內(nèi)觀測(cè)站的逐小時(shí)實(shí)況觀測(cè)氣溫?cái)?shù)據(jù)t和逐日最低氣溫?cái)?shù)據(jù)tmin建立最低溫度公式：
tmin＝td08+β(td14-td08)
得到
其中d代表當(dāng)前日期，08、14代表北京時(shí)的時(shí)次，td08、td14即為當(dāng)前日期08時(shí)和14時(shí)的實(shí)況觀測(cè)溫度值，β為逐日最低溫度的回歸系數(shù)；之后進(jìn)入步驟832)；
832)、按照節(jié)氣劃分一年為24個(gè)時(shí)間段，讀取對(duì)應(yīng)節(jié)氣時(shí)段的歷史實(shí)況數(shù)據(jù)，計(jì)算出歷年來同一個(gè)節(jié)氣里逐日最低溫度回歸系數(shù)β的算術(shù)平均值
833)、由步驟832)得到該觀測(cè)站站點(diǎn)的歷年來同一個(gè)節(jié)氣里逐日最低溫度回歸系數(shù)β的算術(shù)平均值
其中d代表當(dāng)前日期，08、14代表北京時(shí)的時(shí)次，t(e、f)d08、t(e、f)d14即為當(dāng)前日期指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)位置ec細(xì)網(wǎng)格2米溫度資料在08時(shí)和14時(shí)的預(yù)報(bào)值，t(e、f)l即為計(jì)算出來的當(dāng)前日期指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)位置當(dāng)日的預(yù)計(jì)算最低溫度數(shù)值；進(jìn)入步驟834)；
834)、讀取步驟81)得到的指定坐標(biāo)點(diǎn)(e,f)的最新時(shí)次的ec細(xì)網(wǎng)格資料訂正數(shù)值t(e、f)，選取當(dāng)前日期的02時(shí)、05時(shí)、20時(shí)三個(gè)時(shí)次數(shù)值：t(e、f)d02、t(e、f)d05、t(e、f)d20，與步驟833)得到的當(dāng)日的預(yù)計(jì)算最低溫度值t(e、f)l對(duì)比，選取最小值：
tmin＝min{t(e、f)d02，t(e、f)d05，t(e、f)d20，t(e、f)l}；tmin即為當(dāng)前日期坐標(biāo)點(diǎn)(e、f)的最低溫度,將結(jié)果存入系統(tǒng)指定的存儲(chǔ)區(qū)域。
本發(fā)明所提供的一種對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)格點(diǎn)溫度預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)精細(xì)化處理的方法，是先通過插值把格點(diǎn)上的模式要素預(yù)報(bào)結(jié)果分析到具體的站點(diǎn)，得到站點(diǎn)上的要素預(yù)報(bào)，然后用歷史資料中與預(yù)報(bào)對(duì)象同時(shí)間的實(shí)際氣象要素值和前面得到的要素預(yù)報(bào)值做誤差對(duì)比分析，建立統(tǒng)計(jì)方程；在預(yù)報(bào)誤差影響因子的選取上，本發(fā)明方法還引入了滑動(dòng)平均和節(jié)氣的影響因子，對(duì)滑動(dòng)平均影響因子和節(jié)氣的影響因子兩組變量通過非線性映射關(guān)系的數(shù)據(jù)處理，尋求滑動(dòng)平均值因子和節(jié)氣因子最優(yōu)權(quán)重系數(shù)來進(jìn)行建模，從而得到最佳的誤差修訂值。
經(jīng)試驗(yàn)證明，本發(fā)明方法對(duì)溫度預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)精細(xì)化的優(yōu)化作用非常有效，相比現(xiàn)有技術(shù)中的各種處理方法，本發(fā)明方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)本發(fā)明方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品中的格點(diǎn)溫度要素預(yù)報(bào)產(chǎn)品進(jìn)行細(xì)致訂正，本發(fā)明方法適用于當(dāng)前氣象部門使用的各類數(shù)值預(yù)報(bào)要素預(yù)報(bào)產(chǎn)品，并且數(shù)值預(yù)報(bào)模式升級(jí)后，本發(fā)明方法仍然適用；
(2)本發(fā)明方法對(duì)數(shù)值預(yù)報(bào)要素預(yù)報(bào)產(chǎn)品的修訂，引入了滑動(dòng)平均因子和不同節(jié)氣的氣候差異因子，用兩者加權(quán)平均作為回歸系數(shù)，這樣既保證了結(jié)果相對(duì)于數(shù)值預(yù)報(bào)要素預(yù)報(bào)產(chǎn)品本身的準(zhǔn)確性又體現(xiàn)了當(dāng)?shù)貧夂蛞?guī)律本身的客觀性；
(3)本發(fā)明方法具有智能化自主學(xué)習(xí)功能，可以隨著資料的進(jìn)一步累積不斷尋求最優(yōu)參數(shù)自動(dòng)優(yōu)化預(yù)報(bào)結(jié)果，不需要人工干預(yù)自我升級(jí)。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi),因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。