(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211306422.2 (22)申请日 2022.10.25 (71)申请人 中国科学院地理科 学与资源研究所 地址 100101 北京市朝阳区大屯路甲1 1号 (72)发明人 焦毅蒙　岳天祥　赵娜　杜正平　 (74)专利代理 机构 北京合创致信专利代理有限 公司 16127 专利代理师 刘素霞 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 17/11(2006.01) (54)发明名称 一种时空协同的高精度曲面建模方法和系 统 (57)摘要 本申请涉及电数字数据处理技术领域， 提供 了一种时空协同的高精度曲面建模 方法和系统。 该方法包括： 对 t时刻目标区域的生态环境要素 曲面的偏微 分方程组进行有限差分离散， 得到第 一离散方程组； 对目标区域内点 （x， y）处生态环 境要素随时间 t变化曲线的偏微 分方程组进行有 限差分离散， 得到第二离散方程组； 基于第一离 散方程组和第二离散方程组， 确定时空协同的高 精度曲面建模有限差分方程组； 将目标区域内预 先获取的待模拟生态环境要素的观测数据和预 先获取的待模拟生态环境要素的初始曲面输入 到时空协同的高精度曲面建模有 限差分方程组 进行迭代求解， 得到生态环境要素模拟结果， 如 此， 提高了生态 环境要素模拟结果的精度。 权利要求书4页 说明书13页 附图3页 CN 115374682 A 2022.11.22 CN 115374682 A 1.一种时空协同的高精度曲面建模方法， 其特 征在于， 包括： 对t时刻目标区域的生态环境要素曲面的偏微分方程组进行有限差分离散， 得到第一 离散方程组； 对目标区域内点 （x， y）处生态环境要素随时间 t变化曲线的偏微分方程组进行有限差 分离散， 得到第二离 散方程组； 基于第一离散方程组和第 二离散方程组， 确定时空协同的高精度曲面建模有限差分方 程组； 将目标区域内预先获取的待模拟生态环境要素的观测数据和预先获取的待模拟生态 环境要素 的初始曲面输入到所述时空协同的高精度曲面建模有限差分方程组进行迭代求 解， 得到生态环境要素模拟结果； 其中， 所述观测数据为待模拟时间段内的时序观测数据； 所述初始曲面 为待模拟时间段的初始时刻的生态 环境要素曲面。 2.根据权利要求1所述的时空协同的高精度曲面建模方法， 其特征在于， 所述 t时刻目 标区域的生态 环境要素曲面的偏微分方程组为： 其中： ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 式中，f为所述生态环境要素曲面； f （x， y）为点（x， y）处的生态环境要素模拟值； x为点 的地理横坐 标，y为点的地理纵坐标； fx为f在x方向的一阶偏导 数；fy为f在y方向的一阶偏导 数；fxx为f在x方向的二阶偏导数； fyy为f在y方向的二阶偏导数； E、 F、 G为生态环境要素曲面 的第一类基本量； Ex为E在x方向的一阶偏导数； Ey为E在y方向的一阶偏导数； Fx为F在x方向 的一阶偏导数； Fy为F在y方向的一阶偏导数； Gx为G在x方向的一阶偏导数； Gy为G在y方向的 一阶偏导数； L、 M、 N为生态环境要素曲面的第二类基本量； 为生态环境 要素曲面的第二类克 里斯托弗尔符号。 3.根据权利要求1所述的时空协同的高精度曲面建模方法， 其特征在于， 所述第 一离散权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115374682 A 2方程组包括 t时刻点（x， y）处生态环境要素模拟值分别在 x、 y方向上的一阶有限差分方程 组， 以及， t时刻点（x， y）处生态环境要素模拟值在 x、 y方向上的二阶有限差分方程组。 4.根据权利要求1所述的时空协同的高精度曲面建模方法， 其特征在于， 所述目标区域 内点（x， y）处生态环境要素随时间 t变化曲线的偏微分方程组为： 其中， ， ， ， ， ， 式中，v表示点（x， y）处生态环境要素随时间 t变化曲线； vt表示v在t方向的一阶偏导数； vtt表示v在t方向的二阶偏导数； 表示点（x， y）处生态环境要素随时间 t变化曲线的 第一基本量； 表示点（x， y）处生态环境要素随时间 t变化曲线的第二基本量； 表示点 （x， y）处生态环境要素随时间 t变化曲线的第二类克 里斯托弗尔符号。 5.根据权利要求1所述的时空协同的高精度曲面建模方法， 其特征在于， 所述第 二离散 方程组包括目标区域内点 （x， y）处的生态环境要素模拟值在 t方向上的一阶有限差分方程， 以及， 目标区域内点 （x， y）处的生态 环境要素模拟值在 t方向上的二阶有限差分方程。 6.根据权利要求1所述的时空协同的高精度曲面建模方法， 其特征在于， 所述 时空协同 的高精度曲面建模有限差分方程组为： 其中， 所述时空协同的高精度曲面建模有限差分方程组的初始条件为： 式中，n表示迭代次数； t表示时间； i、j分别为生态环境要素曲面上网格点的行、 列坐 标；x为点的地理横坐标， y为点的地理纵坐标； Δx表示生态环 境要素曲面在 x方向上的迭代 步长；Δy表示生态环境要素曲面在 y方向上的迭代步长； 表示t时刻生态环境要素曲面 上网格点（i，j）处第n次迭代的取值； 、 、 、 分别为t时刻生态环 境要素曲面上网格点 （i，j）处 、 、 、 的第n次迭代的取值； 、 、 、 为生态环权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115374682 A 3