采用空间密度聚类进行雷电运动预测的方法

摘要

本发明涉及采用空间密度聚类进行雷电运动预测的方法，其采用计算机对雷电自动监测数据进行处理，建立聚类分析数据库，结合地理信息系统(GIS)建立分析平台，通过建立密度聚类算法模型对不同时刻雷电数据进行聚类分析，在数据库中设置雷电数据样本筛选条件，刻画雷电密度的基本参数，按时间顺序取得雷电样本数据并按照时间段分类；通过雷电数据点和距离值，构建出雷电数据空间位置关系表；确定不同雷暴团的位置特征点；根据雷暴团的位置特征点随着时间推移上的位移变化，计算其运动方向和速度，并预测下一个时间段雷暴团将要出现的位置。本发明的优点是，构思新颖，处理雷电数据的方法先进、合理，能反映雷电运动的真实性。

主权项

采用空间密度聚类进行雷电运动预测的方法，采用计算机对雷电自动监测数据进行处理，其特征在于，建立聚类分析数据库，结合地理信息系统(GIS)建立分析平台，通过建立密度聚类算法模型对不同时刻雷电数据进行聚类分析，其聚类分析与雷电运动预测的基本步骤如下：(1)建立聚类分析数据库，在数据库中设置雷电数据样本筛选条件，以及刻画雷电密度的基本参数——距离ε、最小雷电点数minPts，按时间顺序取得雷电样本数据并按照时间段分类；(2)获取同一时间段内的雷电数据，对每个雷电点，计算其周边雷电与它之间的距离，通过雷电数据点和距离值，构建出雷电数据空间位置关系表；(3)对于刻画雷电密度的基本参数——距离ε、最小雷电点数minPts，采用定义：定义一，若雷电点p在以距离ε为半径空间范围内存在某一点q，则称q与p之间是直接密度到达关系；定义二，如果存在一个序列的点p1，p2，…，pn，其中p1＝p且pn＝q，若对于每个pi+1与pi都是直接密度到达关系，则称q能够密度到达p；根据定义一和定义二计算出任意两个雷电点的密度关系；(4)从任意雷电点开始，若在其以距离ε为半径空间范围内包含的雷电点数目未达到minPts，则该雷电点标记为噪声点，否则新生成一个聚类，将所有与该雷电点为直接密度达到关系或密度到达关系的雷电点均归到此类并作标记，然后再找下一个未作过任何标记的点，重复上述操作，直到所有的雷电样本数据均被标记为止；(5)聚类完成后，确定不同雷暴团的位置特征点；(6)根据雷暴团的位置特征点随着时间推移上的位移变化，计算其运动方向和速度，并预测下一个时间段雷暴团将要出现的位置。