Dự đoán đường đi của bão dựa trên thuật toán Kalman

Bài viết Dự đoán đường đi của bão dựa trên thuật toán Kalman trình bày về thuật toán Kalman và ứng dụng nó để dự báo đường đi của bão dựa trên dữ liệu thu được từ máy chủ WMS (Web Map Service).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Dự đoán đường đi của bão dựa trên thuật toán KalmanDỰ ĐOÁN ĐƯỜNG ĐI CỦA BÃO DỰA TRÊN THUẬT TOÁN KALMAN Phạm Thị Quỳnh Trang1, Dương Thị Hằng1, Đặng Thị Khánh Linh2 1 Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội 2 Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội Tóm tắt Ngày nay nhận dạng, theo dõi và dự đoán chính xác đường đi của các cơn bão là nhữngphần cơ bản và thiết yếu của rada và cảnh báo thời tiết khắc nghiệt hoạt động trong cộng đồng khítượng. Bài báo này trình bày về thuật toán Kalman và ứng dụng nó để dự báo đường đi của bãodựa trên dữ liệu thu được từ máy chủ WMS (Web Map Service). Từ khoá: Cơn bão; Rada; Thuật toán Kalman. Abstract Predicting the path of a storm based on the kalman algorithm Today, identifying, tracking and predicting the path of hurricanes accurately are fundamentaland essential parts of severe weather radar and warning operating in the meteorological community.This paper presents the Kalman algorithm and its application in predicting the path of storm basedon the data obtained from the WMS (Web Map Service) server. Keywords: Storm; Radar; Kalman algorithm. 1. Đặt vấn đề Một vấn đề được quan tâm nhiều bởi những người sống ở các khu vực ven biển hoặc nhữngngười lao động trên biển là mối đe dọa của các cơn bão lớn. Khả năng dự báo chính xác đường đicủa cơn bão là điều rất quan trọng để giảm thiểu những thiệt hại về người và của. Hầu hết các thànhphố, thị xã hay các huyện ven biển đều đã xây dựng kế hoạch chuẩn bị và khuyến cáo người dân sẵnsàng chống chọi với thời tiết bão lớn hoặc sơ tán trong mùa bão. Mùa bão thường kéo dài từ tháng 6đến hết tháng 11. Các dự báo về sự suất hiện, cấp độ, hướng di chuyển,… của mỗi cơn bão được đưara từ Trung tâm Dự báo Khí tượng thủy văn Trung ương và Trung tâm Cảnh báo thiên tai Quốc gia. Khi một cơn bão được xác định và đặt tên, mối quan tâm hàng đầu là dự đoán đường đi củanó. Việc dự đoán đường đi của một cơn bão thường sử dụng các phần mềm mô phỏng trên máytính. Mô hình dự báo bão hay xoáy thuận nhiệt đới là một chương trình máy tính sử dụng dữ liệukhí tượng để dự báo các khía cạnh về trạng thái tương lai của bão nhiệt đới. Mô hình dự đoán sẽước tính một cơn bão có thể đổ bộ vào địa phương nào? Khi nào cơn bão sẽ đổ bộ? Điều này phụthuộc vào vị trí, tốc độ di chuyển và kích thước của nó. Có nhiều thuật toán dùng cho việc dự báotốc độ, vị trí cũng như quãng đường di chuyển của cơn bão. Việc thiết lập bản đồ biểu diễn quỹđạo các cơn bão trên một vùng, trong một khoảng thời gian nào đó thể hiện tác động tích lũy củacác cơn bão trong quá khứ. Trong 30 - 40 năm qua, những tiến bộ đáng kể trong thu thập và phântích công nghệ dự báo và dự báo bão có cho phép trình bày và đánh giá chính xác hơn về mô hìnhgió bão và thiệt hại của nó [1]. 2. Số liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1. Giới thiệu về dịch vụ bản đồ Web (Web Map Service - WMS) WMS là một dịch vụ cung cấp bản đồ số trên Web theo chuẩn mở WMS của Hiệp hộiOpenGIS. Đây là một hướng nghiên cứu khá mới nhưng đầy tiềm năng tại Việt Nam. WMS baogồm 2 thành phần chính là Web Map Server và Web Map Client.260 Giải pháp kết nối và chia sẻ hệ thống cơ sở dữ liệu phục vụ công tác đào tạo, quản lý lĩnh vực tài nguyên môi trường Web Map Server là phần dịch vụ bản đồ chạy trên Server, nó có nhiệm vụ cung cấp các chứcnăng chính như: Tạo bản đồ (dưới dạng đồ họa, ảnh, tập tin dữ liệu địa lý,...) hoặc trả lời các câutruy vấn của Web Map Client về nội dung bản đồ. Web Map Client có chức năng gửi các yêu cầu đến Web Map Server về các thuộc tính củaBản đồ hay yêu cầu hiển thị bản đồ dưới dạng một URL, nội dung của URL phụ thuộc vào dịch vụdo Web Map Server cung cấp. Cơ chế hoạt động của WMS gồm 4 nhiệm vụ: + Communication (truyền thông giữa các máy tính): Ở tầng dưới cùng của mô hình truyềnthông, thông tin được truyền nhận bởi các tín hiệu điện tương ứng với cơ chế mã hóa nhị phân(0/1). Ở tầng tiếp theo là TCP/IP; tầng ứng dụng là giao thức HTTP, thông tin ở tầng này được mãhóa bởi ngôn ngữ HTML. + Requests (Yêu cầu): Trình duyệt gửi yêu cầu đến trang web bằng 1 GetRequest, GetRequestđược định dạng bởi 1 URL. + Response (Trả lời): WebServer kiểm tra sự tồn tại của các trang Web, nếu tồn tại và ngườidùng có quyền truy cập thì sẽ trả về trang Web cho người dùng, nếu không sẽ báo thông điệp lỗi.Các trang Web được mã hóa HTML, ngôn ngữ này bao gồm các thẻ mô tả thành phần của mộttrang. + Display (Hiển thị): Trình duyệt hiển trị trang Web, mỗi khi trình duyệt chuyển đổi các thẻHTML thành các đối tượng đồ họa, nó sẽ vẽ lên màn hình và chờ người dùng thao tác. Đặc tả WMS quy định cách thức mà các WMS cl ...