一种基于昆虫雷达监测的害虫迁飞路径模拟方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114814818A(43)申请公布日2022.07.29(21)申请号202210757207.8G06F16/26(2019.01)(22)申请日2022.06.30G06F16/28(2019.01)G06F16/29(2019.01)(71)申请人三亚中国农业科学院国家南繁研究院地址572000海南省三亚市崖州区崖州湾科技城标准厂房二期三楼C261区申请人中国农业科学院植物保护研究所(72)发明人张浩文吴孔明杨现明(74)专利代理机构北京驰纳南熙知识产权代理有限公司11999专利代理师李佳佳(51)Int.Cl.G01S13/58(2006.01)G01S13/88(2006.01)G06F16/22(2019.01)权利要求书2页说明书13页附图10页(54)发明名称一种基于昆虫雷达监测的害虫迁飞路径模拟方法(57)摘要本发明提供一种基于昆虫雷达监测的害虫迁飞路径模拟方法，包括获取昆虫雷达采集数据，还包括以下步骤：对所述昆虫雷达采集数据迁飞虫峰判断，并提取单个目标的相关数据；计算高分辨率WRF气象背景场；对目标自主飞行速度和方向进行分解，以及新速度方向的再合成；确定正推和逆推时长，进行轨迹计算，最终确定完整的迁飞路径。本发明以昆虫雷达观测到迁飞虫峰为起点，提取害虫的飞行高度，速度和方向的飞行行为参数，结合WRF气象背景场，进一步对雷达观测到的每一个独立目标进行自主定向及飞行速度的分解，大大减小了人为主观设置飞行参数的误差，同时增加了模拟害虫迁飞期间对低温、降雨、强风的响应策略，提高了对目标空间位置的预测精度。CN114814818ACN114814818A权利要求书1/2页1.一种基于昆虫雷达监测的害虫迁飞路径模拟方法，包括获取昆虫雷达采集数据，其特征在于，还包括以下步骤：步骤1：对所述昆虫雷达采集数据迁飞虫峰判断，并提取单个目标的相关数据；步骤2：计算高分辨率WRF气象背景场；步骤3：对目标自主飞行速度和方向进行分解，以及新速度方向的再合成；步骤4：确定正推和逆推时长，进行轨迹计算，最终确定完整的迁飞路径。2.如权利要求1所述的基于昆虫雷达监测的害虫迁飞路径模拟方法，其特征在于，所述步骤3包括以下子步骤：步骤31：根据目标实际飞行高度，通过线性插值计算法求解雷达区域上空风速信息vwind’；步骤32：通过昆虫雷达提取的目标飞行速度和飞行方向，进行向量分解，求解出目标的净飞行速度vinsert、昆虫自主定向与雷达观测轨迹方向的夹角Ainsert、昆虫新合成的飞行速度Vnew和昆虫新合成飞行方向与风向的夹角Anew；步骤33：将所述净飞行速度与WRF每个网格点的风场信息进行合成，计算下一个时刻到达的距离和位置。3.如权利要求2所述的基于昆虫雷达监测的害虫迁飞路径模拟方法，其特征在于，雷达区域上空风速信息vwind’的计算公式为：其中，U为东西风速，V为南北风速。4.如权利要求3所述的基于昆虫雷达监测的害虫迁飞路径模拟方法，其特征在于，所述净飞行速度vinsert的计算公式为其中，β为雷达观测轨迹方向与风场方向夹角，vradar为雷达观测的速度。5.如权利要求4所述的基于昆虫雷达监测的害虫迁飞路径模拟方法，其特征在于，所述昆虫自主定向与雷达观测轨迹方向的夹角Ainsert的计算公式为。6.如权利要求5所述的基于昆虫雷达监测的害虫迁飞路径模拟方法，其特征在于，所述昆虫新合成的飞行速度Vnew的计算公式为其中，θ为昆虫自主定向与风向的夹角。7.如权利要求6所述的基于昆虫雷达监测的害虫迁飞路径模拟方法，其特征在于，所述昆虫新合成飞行方向与风向的夹角Anew的计算公式为2CN114814818A权利要求书2/2页。8.如权利要求7所述的基于昆虫雷达监测的害虫迁飞路径模拟方法，其特征在于，所述步骤33包括将目标的经纬度坐标转换成为XY坐标系中进行求解，之后再转换成为经纬度坐标。9.如权利要求8所述的基于昆虫雷达监测的害虫迁飞路径模拟方法，其特征在于，将所述目标的经纬度坐标转换成为所述XY坐标的公式为其中，radius为常数，latitude为纬度，longitude为经度。10.如权利要求8所述的基于昆虫雷达监测的害虫迁飞路径模拟方法，其特征在于，将所述XY坐标转换成为所述目标的经纬度坐标的公式为。3CN114814818A说明书1/13页一种基于昆虫雷达监测的害虫迁飞路径模拟方法技术领域[0001]本发明涉及有害生物监测的技术领域，特别是一种基于昆虫雷达监测的害虫迁飞路径模拟方法。背景技术[0002]昆虫迁飞轨迹模拟是研究昆虫在大尺度时空背景下转移和扩散的重要手段之一，传统的研究方法普遍基于如HYSPLIT或FLEXPART等拉格朗日大气粒子扩散模型，结合不同分辨率