[發(fā)明專利]基于GIS的雷達(dá)預(yù)警方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910111486.5
• 申請日: 2009-04-16
• 公開（公告）號: CN101533095A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯成鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 福州四創(chuàng)軟件開發(fā)有限公司
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多普勒天氣雷達(dá)信息應(yīng)用領(lǐng)域，特別是一種基于GIS的雷達(dá)預(yù)警方法。

背景技術(shù)

“雷達(dá)回波強(qiáng)度圖”是眾多氣象雷達(dá)產(chǎn)品中應(yīng)用最廣的一種，它是雷達(dá)掃描后形成的以 雷達(dá)站為原點(diǎn)、探測半徑為200多公里的極坐標(biāo)圖像。目前由氣象部門公開提供給各界使用 的這種傳統(tǒng)雷達(dá)回波圖，盡管有的疊加了行政區(qū)劃，有的拼接成“雷達(dá)拼圖”，但都難以對其 施行通常意義上的信息讀取和加工處理操作，雷達(dá)回波圖像本身蘊(yùn)含的豐富數(shù)字化信息很難 得到計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的支持。

國內(nèi)現(xiàn)有氣象雷達(dá)技術(shù)的研究與應(yīng)用基本上僅局限于氣象部門內(nèi)部，主要用于天氣預(yù)報(bào)， 特別是短時(shí)臨近預(yù)報(bào)等氣象業(yè)務(wù)領(lǐng)域，不利于雷達(dá)高科技產(chǎn)品向國民經(jīng)濟(jì)其它部門的延伸應(yīng) 用。隨著國家投資的全國性多普勒天氣雷達(dá)監(jiān)測網(wǎng)的建立和完善，天氣雷達(dá)信息的應(yīng)用已經(jīng) 越來越廣泛，單純圖片形式的雷達(dá)圖像已經(jīng)難以滿足普通用戶獲取雷達(dá)信息的需求。

氣象部門的個(gè)別單位也開發(fā)基于GIS的雷達(dá)信息應(yīng)用系統(tǒng)，可以珠海市氣象局的“基于 GIS的雷達(dá)回波自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)”為代表。該系統(tǒng)使GIS資料跟雷達(dá)資料結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)雷達(dá) 回波在預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)達(dá)到一定面積和強(qiáng)度時(shí)自動(dòng)報(bào)警功能，起到了主動(dòng)提醒當(dāng)班預(yù)報(bào)員的作用， 減少了遺漏危險(xiǎn)天氣的幾率，同時(shí)也減輕了預(yù)報(bào)員的值班壓力。該系統(tǒng)采用ESRI公司的shp、 shx格式文件操作和映射表技術(shù)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)資料與GIS地理信息的結(jié)合；對雷達(dá)回波資料則是 直接引用，未見進(jìn)行任何技術(shù)處理，例如對非降雨雜波(主要是地物回波)沒有進(jìn)行鑒別， 對與回波強(qiáng)度相關(guān)的降雨?duì)顩r沒有進(jìn)行判斷分析等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于GIS的雷達(dá)預(yù)警方法，該方法有 利于在GIS平臺上進(jìn)行地物回波的甄別和降雨量的估測。

為實(shí)現(xiàn)上述之目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：這種基于GIS的雷達(dá)預(yù)警方法，其特征 在于：包括以下步驟：

(1)對雷達(dá)回波原始圖片進(jìn)行解析，得到雷達(dá)回波信息；

(2)計(jì)算指定時(shí)刻雷達(dá)圖覆蓋范圍內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的最大雷達(dá)回波值；

(3)進(jìn)行雷達(dá)回波是降雨回波還是地物回波的鑒別，排除地物回波；

(4)根據(jù)最大雷達(dá)回波值定量估算未來一定時(shí)間范圍內(nèi)的降雨量；

(5)在雷達(dá)拼圖上采用矢量疊加的方式，對于范圍重疊的區(qū)域，以較大的回波值作為該 處的回波。

本發(fā)明的有益效果是對雷達(dá)原圖片進(jìn)行矢量化，結(jié)合GIS技術(shù)，將矢量化后的雷達(dá)圖信 息疊加到GIS系統(tǒng)中，從而可以充分利用GIS技術(shù)對雷達(dá)圖實(shí)行縮放、移動(dòng)、定位、定點(diǎn)查 詢、統(tǒng)計(jì)查詢等操作。同時(shí)，將雷達(dá)圖與地圖進(jìn)行配準(zhǔn)，并根據(jù)雷達(dá)回波強(qiáng)度信息，定量推 算出回波所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)未來一定時(shí)間范圍內(nèi)的最大雨強(qiáng)，同時(shí)進(jìn)行雷達(dá)回波是降雨回波還是地物 回波的檢驗(yàn)甄別。此外，將多站的雷達(dá)圖矢量化，對覆蓋區(qū)域進(jìn)行矢量元素的拼接合成，就 可生成雷達(dá)回波拼圖。

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法的系統(tǒng)原理圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的基于GIS的雷達(dá)預(yù)警方法，包括以下步驟：

(1)對雷達(dá)回波原始圖片進(jìn)行解析，得到雷達(dá)回波信息；

(2)計(jì)算指定時(shí)刻雷達(dá)圖覆蓋范圍內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的最大雷達(dá)回波值；

(3)進(jìn)行雷達(dá)回波是降雨回波還是地物回波的鑒別，排除地物回波；

(4)根據(jù)最大雷達(dá)回波值定量估算未來一定時(shí)間范圍內(nèi)的降雨量；

(5)在雷達(dá)拼圖上采用矢量疊加的方式，對于范圍重疊的區(qū)域，以較大的回波值作為該 處的回波。

步驟(1)的實(shí)現(xiàn)方法是：建立雷達(dá)回波與顏色對應(yīng)關(guān)系表；逐行遍歷雷達(dá)回波原始原圖 的像素點(diǎn)，用像素點(diǎn)的顏色信息從雷達(dá)回波與顏色對應(yīng)關(guān)系表中查取回波值，將解析出來的 回波值保存到二進(jìn)制文件中。該二進(jìn)制文件還保存有雷達(dá)回波原始圖片的大小、雷達(dá)站覆蓋 的經(jīng)緯度位置范圍等信息。

步驟(2)的實(shí)現(xiàn)方法是：遍歷鄉(xiāng)鎮(zhèn)圖層的各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)面，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)面圖元均有方形邊界，以 0.05經(jīng)緯度的間隔逐行遍歷各鄉(xiāng)鎮(zhèn)面的方形邊界，判斷該點(diǎn)是否在不規(guī)則的鄉(xiāng)鎮(zhèn)面內(nèi)，如果 在鄉(xiāng)鎮(zhèn)面內(nèi)且該點(diǎn)在雷達(dá)圖覆蓋范圍內(nèi)，則把該經(jīng)緯度坐標(biāo)點(diǎn)計(jì)算成雷達(dá)圖的像素坐標(biāo)索引 點(diǎn)，算法如下：