【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于時空數據存儲，具體涉及一種以高維數組存儲的時空數據的時間框架轉化方法。
技術介紹
1、目前，在不同的科研場景下，需要使用不同時間框架下的時空數據。其中，時間框架的轉化速度是一個重要問題。對于地理位置離散的時空數據，一般采用二維數組存儲所有點位的時間、位置和屬性信息，此時采用向量化編程能夠方便、快速地轉化時間框架。
2、而對于地理位置被網格化的時空數據，其網格構造已知，可以使用維度大小確定的高維數組存儲所有點位的屬性信息。在時間框架轉化后，需要保證數據結構保持不變。常規方法是從高維數組中逐一提取數據，轉化時間框架后再存儲至高維數組。這對計算機配置有一定要求，如果算力達不到，轉化時間會很長。
3、為了能夠快速轉化時間框架且不改變數據結構，需要一種基于高維數組快速轉化時間框架的方法，該方法能夠在低配置計算機上快速運行。
技術實現思路
1、根據以上現有技術中的不足，本專利技術提供了一種能夠在低配置計算機上快速運行，且不改變數據結構的以高維數組存儲的時空數據的時間框架轉化方法。
2、為達到以上目的，本專利技術提供了一種以高維數組存儲的時空數據的時間框架轉化方法，包括以下步驟：
3、s1、進行數據準備，將包含年份信息、緯度、經度、世界時和年積日的時空數據，按照y(i).data(j,k,u,v)的四維數組進行存儲，其中i代表年份索引、第一維度j代表緯度索引、第二維度k代表經度索引、第三維度u代表世界時索引、第四維度v代表年積日索引；
4、s2、附加鄰年數據至第四維度，依次對每年的數據進行操作，將上一年最后一天和下一年第一天的數據按時間順序附加至第四維度，如無上一年或下一年數據，則用nan值填充；
5、s3、調整時空數據的時間分辨率；
6、s4、調整數據維度，將時空數據的第四維度壓縮至第三維度中，壓縮后四維數組變為三維數組，每天的數據在第三維度首尾相接；
7、s5、刪除s2中產生的多余數據；
8、s6、對不同經線上的數據，按照對應的平移步長進行平移；
9、s7、進行數據抽稀，根據三維數組的時間分辨率，在第三維度提取數據，即可得到整數地方時的數據；
10、s8、數據抽稀后，每天的數據在第三維度首尾相接，以此將三維數組轉化回四維數組。
11、所述的s1中，時空數據采用gims時空數據，其索引中，緯度范圍是87.5°s-87.5°n，間隔為dlat°；經度范圍是180°w-180°e，間隔為dlon°；世界時范圍是0-24h，間隔為1h；年積日范圍是0-365或0-366天，間隔為1天。
12、本專利技術方法也可以應用于其他時空數據，如果時空數據的世界時范圍是0-23h，間隔為1h，此時需要將次日0h的數據附加在今日24h的位置上，以便于在第三維度進行插值（gims時空數據的世界時范圍是0-24h，間隔為1h，因此無需此操作）。
13、對應于
技術介紹
中提到的網格化的時空數據，dlat即為網格的緯度間隔，dlon為網格的經度間隔。
14、所述的s3中，調整時空數據的時間分辨率的過程為：
15、時間框架的轉化公式為：
16、（1）；
17、式中，lon代表經度，ut代表世界時，lt代表地方時，dh是地方時與世界時的差值，即世界時對應的地方時為ut+dh，由此可知，dh的范圍是-12至12h，間隔為dlon/15，單位h，即為將時空數據的時間分辨率調整為dlon/15，單位h，從而使各經線上的數據平移整數個單位即可轉化時間框架。
18、同時，也能夠便捷地提取整數地方時下的數據。
19、所述的s4中，將y(i).data(j,k,u,v)的第四維度壓縮至第三維度，壓縮后，每天的數據在第三維度首尾相接，此時三維數組的表達形式為y(i).data(j,k,h)，其中，i、j、k含義及范圍不變，h代表累計世界時索引，范圍是1-72×365或1-72×366。
20、所述的s5中，刪除的數據為，s2中，地方時與世界時差值的絕對值最大為12h，即為引入半天數據即可，由于s2中附加了上一年最后一天和下一年第一天的全天數據（這是因為在第四維度上進行數組連接時，必須確保兩個數組在前三個維度上的大小相匹配），在轉化為三維數組后，刪除多余的半天數據。
21、所述的s6中，不同經度對應的平移步長計算公式為：
22、（2）；
23、式中，step是平移步長，m是原始的時間分辨率。
24、本專利技術涉及的算法可以通過電子設備執行，電子設備包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，通過處理器執行軟件實現上述的算法。
25、本專利技術所具有的有益效果是：
26、本專利技術選用四維數組存儲每年的時空數據，該數組在各維度上具有明確的物理意義，便于理解和使用，隨后通過附加鄰年數據至第四維度、調整時空數據的時間分辨率、調整數據維度、刪除多余數據、對不同經線上的數據進行平移和數據抽稀之后，每天的數據在第三維度首尾相接，以此將三維數組轉化回四維數組，相比于現有的時間框架轉化方法，大大優化了轉化過程，能夠在低配置計算機上快速運行，且不改變數據結構。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種以高維數組存儲的時空數據的時間框架轉化方法，其特征在于包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種以高維數組存儲的時空數據的時間框架轉化方法，其特征在于：所述的S1中，時空數據采用GIMs時空數據，其索引中，緯度范圍是87.5°S-87.5°N，間隔為dlat°；經度范圍是180°W-180°E，間隔為dlon°；世界時范圍是0-24h，間隔為1h；年積日范圍是0-365或0-366天，間隔為1天。
3.根據權利要求2所述的一種以高維數組存儲的時空數據的時間框架轉化方法，其特征在于：所述的S3中，調整時空數據的時間分辨率的過程為：
4.根據權利要求3所述的一種以高維數組存儲的時空數據的時間框架轉化方法，其特征在于：所述的S4中，將y(i).data(j,k,u,v)的第四維度壓縮至第三維度，壓縮后，每天的數據在第三維度首尾相接，此時三維數組的表達形式為y(i).data(j,k,h)，其中，i、j、k含義及范圍不變，h代表累計世界時索引，范圍是1-72×365或1-72×366。
5.根據權利要求4所述的一種以高維數組存儲的
6.根據權利要求5所述的一種以高維數組存儲的時空數據的時間框架轉化方法，其特征在于：所述的S6中，不同經度對應的平移步長計算公式為：
...【技術特征摘要】
1.一種以高維數組存儲的時空數據的時間框架轉化方法，其特征在于包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種以高維數組存儲的時空數據的時間框架轉化方法，其特征在于：所述的s1中，時空數據采用gims時空數據，其索引中，緯度范圍是87.5°s-87.5°n，間隔為dlat°；經度范圍是180°w-180°e，間隔為dlon°；世界時范圍是0-24h，間隔為1h；年積日范圍是0-365或0-366天，間隔為1天。
3.根據權利要求2所述的一種以高維數組存儲的時空數據的時間框架轉化方法，其特征在于：所述的s3中，調整時空數據的時間分辨率的過程為：
4.根據權利要求3所述的一種以高維數組存儲的時空數據的時間框架轉化方法，其特征在于：所述的s4中，將y(i...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮建迪，王開心，袁運斌，韓保民，趙珍珍，
申請(專利權)人：山東理工大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。