1.一种基于ModelArts平台的暖锋识别方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤S1、获取历史数据,所述历史数据包括设定历史时间段内850hPa高度上的风场uv数据、温度数据、相对湿度数据、地面海平面气压场数据、10m风场数据,并绘制成850hPa和地面相关的气象要素图像,基于气象要素图像,人工分析出暖锋位置,获得人工暖锋数据,将人工暖锋数据逐条进行实例分割,得到存在暖锋区域的像素点的位置信息,作为训练标签;
步骤S2、利用设定历史时间段内850hpa高度上风场uv数据和温度数据计算出温度平流数据,将温度平流数据、温度数据、相对湿度数据三个要素进行处理,并分别放置在RGB图像中的R、G、B三个通道中,制作成训练图像,将训练图像与所述训练标签制作成类coco格式的暖锋训练数据集;
步骤S3、将所述暖锋训练数据集、DETR模型脚本、训练镜像分别上传至ModelArts平台,设置训练参数,利用暖锋训练数据集对DETR模型进行训练,获得DETR模型识别暖锋权重;
步骤S4:将当前待识别的850hPa高度上的温度平流数据、温度数据、相对湿度数据制作成RGB图像,放入训练好的DETR模型中,再利用DETR模型识别暖锋权重进行预测,获得自动识别的暖锋锋线数据,并将暖锋锋线数据映射在图像中格点的相对位置,计算出暖锋线条对应的经纬度信息,最终获得DETR模型识别的暖锋数据;
所述步骤S3中利用暖锋训练数据集对DETR模型网络进行训练,获得DETR模型识别暖锋权重,具体为:
模型骨干backbone使用resnet50,相关预训练权重在Github网站获取公开资源,分类数为1+1,图片长641、宽281,npu数量1,Ascend910芯片单次处理图片数量,训练200轮;其中,每20轮保存一次训练权重,并在训练过程中添加验证判定,利用coco_evaluator.coco_eval函数将训练过程中验证得分最高的权重保存为最佳权重;DETR模型先训练出实例检测后再训练分割,将训练出的实例检测最佳权重再次放入DETR模型中作为冻结权重训练mask分割头,同样保存分割最佳权重,获得DETR暖锋分割模型;
所述步骤S3中的DETR模型脚本在Github网站上获取公开资源;利用docker工具拉取ModelArts平台上提供的pytorch基础镜像,基于pytorch基础镜像添加DETR模型脚本运行的依赖库,得到训练镜像;依赖库包括cython、pycocotools、submitit、panopticapi、scipy中的至少一种;依赖库的版本与pytorch版本兼容;利用dockerpush将训练镜像上传至ModelArts镜像服务控制台,并在ModelArts平台上利用暖锋数据集对DETR模型进行训练;
依据暖锋数据集的类型对模型网络设置参数,将脚本中gpu相关代码修改适配为npu,将args.device修改为调用npu;
所述步骤S4中暖锋线条对应的经纬度信息的计算公式为:
其中,lon表示所求的暖锋锋线经度信息;lat表示所求的暖锋锋线纬度信息;leftlon表示选择的数据绘制范围中经度最小值;rightlon表示选择的数据绘制范围中经度最大值;upperlat表示选择的数据绘制范围中纬度最大值;lowerlat表示纬度最小值;mx表示模型预测输出数组的长;my表示模型预测输出数组的宽;ix表示模型分割出暖锋锋线的点在数组中列的位置;iy表示模型分割出暖锋锋线的点在数组中行的位置。
2.根据权利要求1所述的基于ModelArts平台的暖锋识别方法,其特征在于:获取所述步骤S1中风场uv数据、温度数据、相对湿度数据、地面海平面气压场数据、10m风场数据的时间间隔为12小时。
3.根据权利要求1所述的基于ModelArts平台的暖锋识别方法,其特征在于,获取所述步骤S1中风场uv数据、温度数据、相对湿度数据、地面海平面气压场数据、10m风场数据的空间分辨率0.25°×0.25°。
4.根据权利要求1所述的基于ModelArts平台的暖锋识别方法,其特征在于:所述步骤S1中人工分析出暖锋位置,具体为:将绘制成的850hPa和地面相关气象要素图像,每一个时次对应一张所述气象要素图像,基于人工对气象要素图像的暖锋线条进行逐张分析;
将人工分析出的暖锋线条通过图像像素点定位,确定出暖锋锋线的具体经纬信息。
5.根据权利要求1所述的基于ModelArts平台的暖锋识别方法,其特征在于:所述步骤S2中,利用设定历史时间段内850hpa高度上uv风场数据和温度场数据计算温度平流数据的公式具体为:其中,为850hPa上水平风场的矢量形式,▽表示计算梯度,T为850hPa上的温度,u为水平风场中的纬向风,v为水平风场中的经向风,x表示纬向上的格点,y表示经向上的格点。
6.根据权利要求1所述的基于ModelArts平台的暖锋识别方法,其特征在于:所述步骤S2具体为:将温度平流数据、温度数据、相对湿度数据三个要素分别映射至0‑255之间,放置在RGB图像中的R、G、B三个通道中,制作成训练图像。