[發明專利]基于靜止氣象衛星識別暴雨云團的方法

無效

• 申請號: 201110056843.X
• 申請日: 2011-03-09
• 公開（公告）號: CN102129566A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 毛紫陽;朱小祥;吳曉京;曹治強
• 申請（專利權）人: 國家衛星氣象中心;中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06T7/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種基于靜止氣象衛星識別暴雨云團的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟S1：對靜止氣象衛星獲取的云圖進行分割，獲得觀測區域內當前時刻下的各個云團的類別；

步驟S2：根據靜止氣象衛星獲取的云圖，將當前時刻之前的設定時間段內的多幅云圖進行合成，獲得設定時間段內各云團的基本亮溫圖，將該合成后獲得的基本亮溫圖定義為短時基本亮溫圖；

步驟S3：計算當前時刻的云圖與所述短時基本亮溫圖的灰度值差值圖像；

步驟S4：對所述灰度值差值圖像進行分割，識別出可能出現暴雨天氣的備選云團；

步驟S5：對于所述步驟S1中分割獲得的各類云團，結合步驟S4中識別出的備選云團，使用靜止氣象衛星獲取的觀測區域的歷史樣本數據來識別得出最終的暴雨云團。

2.如權利要求1所述的基于靜止氣象衛星識別暴雨云團的方法，其特征在于，所述步驟S1中，具體包括如下步驟：

步驟S101：讀取靜止氣象衛星獲取的當前時刻t以及上一小時時刻t-1的云圖，使用灰度值閾值法對所述云圖進行分割，將云圖中的格點按灰度值大小分為大于等于閾值和小于閾值的兩類，其中大于等于閾值的部分分別記為點集合S(t)和點集合S(t-1)；其中，點集合S(t)為當前時刻t的云團圖像點集合，點集合S(t-1)為上一小時時刻t-1的云團圖像點集合；

步驟S102：標記所述點集合S(t)和點集合S(t-1)中的連通區域，記錄其中與云團降水強度有關的參數，所述參數具體包括：云團的最大灰度值、云團的最小灰度值、云團面積以及云團的位置變化情況；

步驟S103：對于點集合S(t)中的各個云團，通過判斷其是否在點集合S(t-1)中存在相應的來源云團、在點集合S(t-1)中的來源云團的數量、在與來源云團相比較時其平均灰度值是增加還是減少以及其云團面積變化情況，來將點集合S(t)中的云團劃分為十個類別。

3.如權利要求2所述的基于靜止氣象衛星識別暴雨云團的方法，其特征在于，所述步驟S103中的十個類別屬于四個大類，所述四個大類具體包括：新增類云團、生長變化類云團、分裂類云團以及合并類云團；

若點集合S(t)中的某一云團與點集合S(t-1)中的任一云團均不相交，則認定其為新增類云團；

若點集合S(t)中的某一云團僅與點集合S(t-1)中的某一云團相交，則認定其是由點集合S(t-1)中的云團變化而來的生長變化類云團；進一步，根據云團面積的變化情況，所述生長變化類云團還具體分為平移變化類云團、膨脹變化類云團以及收縮變化類云團；若記該云團在t-1和t時刻的面積分別為A_t-1和A_t，則當m₁*A_t-1≤A_t≤n₁*A_t-1時，認定該生長變化類云團為平移變化類云團；當A_t＞n₁*A_t-1時，認定該生長變化類云團為膨脹變化類云團；當A_t＜m₁*A_t-1時，認定該生長變化類云團為收縮變化類云團；其中，參數值m₁、n₁均為根據實際情況預先設定的數值，且n₁＞m₁≥1；

若點集合S(t)中的多個云團均與點集合S(t-1)中的某一云團C_j相交，則可以將這些云團認定為均由點集合S(t-1)中的云團C_j發展而來的分裂類云團；進一步，根據點集合S(t)中的多個云團與云團C_j的面積關系，所述分裂類云團還具體分為增長分裂類云團、普通分裂類云團以及獨立分裂類云團；若記點集合S(t)中與C_j相交的這些云團中某一個云團的面積為A_t，C_j的面積為A_Cj，則當A_t＞n₂*A_Cj時，認定該分裂類云團為增長分裂類云團；當m₂*A_Cj≤A_t≤n₂*A_Cj時，認定該分裂類云團為普通分裂類云團；當A_t＜m₂*A_Cj時，認定該分裂類云團為獨立分裂類云團；其中，參數值m₂、n₂均為根據實際情況預先設定的數值，且n₂＞m₂＞0；

若當前云團圖像點集合S(t)中的某一云團與點集合S(t-1)中的多個云團相交，則可以將該云團認定為由點集合S(t-1)中的多個云團合并而來的合并類云團；進一步，根據當前云團的面積是否大于S(t-1)中的多個云團的面積總和，所述合并類云團還具體分為增長合并類云團、普通合并類云團以及可能假合并類云團；若記當前云團面積為A_t，與之相交的點集合S(t-1)中的n個云團的面積分別為A_i，i＝1，2，...n；則當A_t＞sum(A_i)時，認定該合并類云團為增長合并類云團；當max(A_i)≤A_t≤sum(A_i)時，認定該合并類云團為普通合并類云團；當A_t＜max(A_i)時，認定該合并類云團為可能假合并類云團。