基于改进的VGG16模型的副热带高压相似识别及应用评估

作者：周必高; 鲁小琴^*; 郑峰; 黄克慧; 洪水洁; 谢海华; 赵兵科

来源：气象, 2022, 48(12): 1608-1616.

• 台风
• 副热带高压
• VGG16模型
• LPIPS (learned perceptual image patch similarity)
• 几何图像算法

台风预报除常规方法外,查找历史相似作为预报和决策的参考依据是常用手段,但从海量历史台风中检索相似费时费力。提出了一种基于改进的视觉几何组模型VGG16的副热带高压(以下简称副高)相似检索方法,进行基于副高相似的历史相似台风查询。通过对1979—2020年台风季19 736个对应时次的副高图像提取、数据增强、模型学习和优化,并以学习感知图像块相似度(learned perceptual image patch similarity,LPIPS)作为副高相似的度量指标,最终建立了改进的VGG16模型。试验结果表明,使用该模型可以找出较为相似的历史台风,模型检索得到的排名第一的历史相似台风与目标台风相似度高达92.55%,该方法可为台风预报业务人员提供了积极参考。同时,该模型相较于传统的人工识别,识别时间较短、检索效率高,可在业务及科研中推广应用。

• 单位
  中国气象局上海台风研究所; 浙江省温州市气象局