Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОГНОЗА ПОГОДНЫХ ЯВЛЕНИЙ В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретения относятся к метеорологии, а именно к системам приема, обработки гидрометеорологической информации (ГМИ) и формирования карты погоды.

Известен способ формирования 3-мерной карты погоды по данным спутниковых фотографий путем использования операций компьютерных преобразований, учитывающих данные 3-мерной поверхности земли, времени и угла солнцестояния для заданного района наблюдения (патент США US 5,379,215, МКИ 5 G06F 15/54). Способ содержит этапы получения гидрометеорологической информации, формирования 3-мерной карты погоды и ее сохранения, совмещения 3-мерной карты погоды с географическим пакетом данных предварительно выбранного района наблюдения. Процесс завершается формированием прогноза погодных условий в заданном районе наблюдения.

Данный способ осуществляется в известном из того же патента устройстве, содержащем блок приема ГМИ (допплер-радарные системы) и устройство формирования 3-мерной карты погоды, получающее информацию от внешнего источника и содержащее процессор прогноза.

Недостатком данного способа является ограниченный выбор источников получения ГМИ, что существенно влияет на уровень точности и оперативности прогноза.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является система и способ формирования прогноза фактических погодных и штормовых явлений в режиме реального времени по патенту США (US 5,717,589, МПК 6 G06F 169/00).

Этот способ содержит этапы выбора источников фактической ГМИ, приема фактической ГМИ от выбранных источников, формирования карты погоды и ее сохранения с последующим формированием и сохранением видеоданных погодных образований, совмещения карты погоды с географическим пакетом данных предварительно выбранного района наблюдения, анализа метеорологических условий и прогноза метеорологических условий в заданном районе наблюдения.

Рассматриваемый способ содержит этап выбора исходного положения в географическом районе, этап оценки времени прибытия погодного образования из исходного положения, а также этап сравнения интегрированных пакетов погодных данных с фактическими штормовыми данными.

Выбор оператором источников фактической ГМИ, прием от каждого из них соответствующих данных и обобщение упомянутой фактической ГМИ для создания интегрированного пакета вносят субъективную ошибку в систему формирования прогноза погодных явлений, влияющую на точность и оперативность получаемых данных. Таким образом, рассматриваемый способ предусматривает индивидуальную процедуру подготовки исходных данных по каждому запросу потребителя, что вносит соответствующие погрешности, связанные с человеческим фактором.

Устройство, обеспечивающее выполнение способа, описано в том же патенте. В нем можно выделить следующие функциональные элементы. Блок приема ГМИ (спутниковый приемник и элементы компьютеров, обеспечивающих преобразование входной ГМИ), блок ввода координат выбранного района наблюдения (сформированного на элементах выходного компьютера), устройство формирования карты погоды (на базе выходного компьютера, подключенного к монитору) и память компьютерной системы, соединенную с блоком приема ГМИ, выходом блока ввода координат выбранного района наблюдения и устройством формирования карты погоды.

По причинам, описанным выше, это устройство не позволяет обеспечить высокую точность и оперативность прогноза при выборе источников ГМИ и обеспечить широкие возможности решения задач потребителя.

Предлагаемыми изобретениями решается задача повышения точности и оперативности формирования прогноза погодных явлений в режиме реального времени и расширения возможностей решения круга индивидуальных задач потребителей.

Для достижения такого технического результата в предлагаемом способе осуществляют получение гидрометеорологической информации, формирование карты погоды и ее сохранение с последующим формированием и сохранением видеоданных погодных образований, совмещение карты погоды с географическим пакетом данных предварительно выбранного района наблюдения, анализ метеорологических условий, прогноз метеорологических условий в заданном районе наблюдения.

Отличительными признаками предложенного способа являются: получение гидрометеорологической информации непрерывно по всей поверхности Земного шара, формирование 3-мерной глобальной карты погоды с привязкой к узлам регулярной сетки, при этом формирование видеоданных погодных образований осуществляют по всей поверхности Земного шара после сохранения карты погоды, а выбор района наблюдения осуществляют после сохранения видеоданных погодных образований.

Для достижения названного технического результата предлагается система прогноза погодных явлений в режиме реального времени (далее по тексту система), которая, как и наиболее близкое к ней известное устройство по патенту США US 5,717,589, содержит блок приема ГМИ, память компьютерной системы, первый вход которой соединен с выходом блока ввода координат выбранного района наблюдения. Память компьютерной системы также соединена с устройством формирования карты погоды, подключенным к монитору.

В отличие от известного устройства в предлагаемую систему введены блок ввода ГМИ с клавиатуры, устройство сортировки ГМИ, первый вход которого подключен к выходу блока приема ГМИ, второй вход подключен к выходу блока ввода ГМИ с клавиатуры, а выход подключен ко второму входу памяти компьютерной системы, при этом устройство формирования карты погоды содержит блок распределения гидрометеорологических параметров заданной поверхности, блок формирования 3-мерной глобальной карты погоды, блок выбора формата данных потребителя и представления карты погоды потребителя, соединенных соответственно с первым, вторым и третьим вводами-выводами памяти компьютерной системы.

Постоянное поддержание глобальной 3-мерной карты погоды позволяет повысить точность прогноза за счет статистического усреднения данных ГМИ от независимых источников ГМИ и повысить оперативность - сократить время формирования прогноза за счет исключения операции выбора источника ГМИ. При этом повышается технологичность формирования прогноза: формирование глобальной карты погоды и ее поддержание в предлагаемой системе выполняется автоматически.

Описанная конструкция компьютерной системы с помощью блока выбора формата данных потребителя и представления карты погоды потребителя способна решать широкий круг индивидуальных задач потребителей.

Предлагаемые изобретения иллюстрируются чертежом.

Способ осуществляют в следующей последовательности. Гидрометеорологическую информацию получают непрерывно по всей поверхности Земного шара, карту погоды формируют 3-мерной глобальной с привязкой к узлам регулярной сетки, при этом формирование видеоданных погодных образований осуществляют по всей поверхности Земного шара с сохранением полученных данных карты погоды в режиме реального времени. После этого по координатам выбранного района наблюдения и формату представления данных конкретного потребителя формируют географическую карту района наблюдения, которую совмещают с 3-мерной глобальной картой погоды, полученной в координатах выбранного района наблюдения. Далее проводят анализ и прогноз метеорологических условий в заданном районе наблюдения. Готовую карту представляют конкретному потребителю в режиме реального времени.

На чертеже изображена блок-схема системы формирования прогноза погоды в режиме реального времени, содержащая блок 1 приема ГМИ, выход которого соединен с первым входом устройства 2 сортировки ГМИ, второй вход которого подключен к выходу блока 3 ввода ГМИ с клавиатуры. Выход устройства 2 сортировки ГМИ соединен с первым входом памяти 4 компьютерной системы, второй вход которой соединен с выходом блока 5 ввода координат выбранного района наблюдения. Устройство 6 формирования карты погоды содержит блок 7 распределения гидрометеорологических параметров заданной поверхности, блок 8 формирования 3-мерной глобальной карты погоды и блок 9 выбора формата данных потребителя и представления карты погоды потребителя, соединенные соответственно с первым, вторым и третьим входами-выходами памяти 4 компьютерной системы. Блок 9 выбора формата данных потребителя и представления карты погоды потребителя подключен к монитору 10.

Система работает следующим образом. ГМИ по всей поверхности Земного шара (от радио-, телевизионных станций и иных доступных источников информации) непрерывно поступает в блок 1 приема ГМИ, в котором проводится ее декодирование и проверка корректности. Принятая ГМИ сортируется в устройстве 2 сортировки ГМИ, объединяется с ГМИ от блока 3 ввода ГМИ с клавиатуры и вводится в память 4 компьютерной системы. Устройство 6 формирования карты погоды, используя данные ГМИ памяти 4 компьютерной системы, с помощью блока 7 распределения гидрометеорологических параметров заданной поверхности формирует слои глобальной карты погоды, привязывая данные ГМИ к узлам регулярной сетки. Блок 8 формирования 3-мерной глобальной карты погоды, используя слои распределения гидрометеорологических поверхностей регулярной сетки, формирует 3-мерную глобальную карту погоды.

Координаты выбранного района наблюдения через блок 5 ввода координат вводят в память 4 компьютерной системы. Одновременно данные о формате потребителя вводят в блок 9 выбора формата данных потребителя и представления карты погоды потребителя, который обеспечивает представление информации (карту погоды, прогноз) по запросу потребителя на мониторе 10.

Система представляет программно-технический комплекс с конфигурацией технических средств на базе трех ПЭВМ Pentium IV 2400.

Упомянутая конструкция системы реализована ФГУП НИИ ТП в соответствии с постановлением Правительства РФ 2000 г.№145-14 о государственном заказе на 2000 год, по заказу МО РФ в виде опытного образца, успешно прошедшего государственные испытания и принятого на снабжение ВС РФ.