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文檔簡介
1、隨著氣候變化的日趨明顯,農業(yè)氣象災害的頻率增加、強度增強、危害加重,對國家糧食安全和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展構成嚴重威脅。因此,對農業(yè)災害進行區(qū)劃,可以科學認識氣象災害、了解氣象災情、提高氣象災害意識,為農業(yè)合理布局,分區(qū)發(fā)展,為實現(xiàn)農業(yè)區(qū)域化、現(xiàn)代化而形成的農業(yè)區(qū)劃提供農業(yè)氣象災害區(qū)劃方面的依據(jù)。本文主要針對農業(yè)氣象災害區(qū)劃中關鍵技術進行研究與應用。
農業(yè)氣象災害區(qū)劃是由湖南省氣候中心支持的科研項目,在農業(yè)氣象災害區(qū)劃的過程中,來自各
2、個氣象站點的氣象要素小網(wǎng)格數(shù)據(jù)是實現(xiàn)農業(yè)氣象災害區(qū)劃的基礎。農業(yè)氣象災害區(qū)劃首先需要對氣象要素數(shù)據(jù)進行插值生成小網(wǎng)格數(shù)據(jù),由于氣象要素數(shù)據(jù)種類較多,需要對不同的插值算法以及衍生算法研究。因此本文針對不同的氣象要素分析了12種常用的插值算法。
同時,插值后的小網(wǎng)格數(shù)據(jù)是基于時間和經緯度的數(shù)據(jù)立方體,由于不同種類的氣象要素與不同的插值方法結合,插值后的氣象小網(wǎng)格數(shù)據(jù)量的龐大,根據(jù)氣象災害要素小網(wǎng)格插值結果的特點,通過實驗分析氣象災
3、害要素小網(wǎng)格數(shù)據(jù)的不同存儲格式的計算機操作性能指標,確定了基于Network Common Data Format(NetCDF)格式的氣象災害要素小網(wǎng)格插值數(shù)據(jù)的存儲方案,這種方案解決了海量小網(wǎng)格數(shù)據(jù)的存儲問題,在實際應用中取得了較好的效果。
農業(yè)氣象災害區(qū)劃過程中,由于插值后的氣象要素小網(wǎng)格數(shù)據(jù)是一種海量數(shù)據(jù),需要采用處理海量數(shù)據(jù)常用的數(shù)據(jù)挖掘技術,尤其是聚類分析方法。聚類分析方法通過對海量數(shù)據(jù)做自然歸類處理,以期得到在地
4、理信息系統(tǒng)支持下農業(yè)氣象災害區(qū)劃有意義的數(shù)據(jù)表示結果。K-means算法是聚類分析中一種基于劃分的聚類算法,常采用偏差作為聚類準則。由于小網(wǎng)格插值數(shù)據(jù)信息量大,而且需要進行實時聚類,這就需要改進經典的K-means算法。因此,在 k-means算法的基礎上,通過引入 kd樹空間數(shù)據(jù)結構,初始聚類中心從多維數(shù)據(jù)某一維的區(qū)間等間隔集中選取,以及在數(shù)據(jù)對象分配過程中采用剪枝策略來提高算法的運行效率,稱之為 CK-means算法。通過此改進算法
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