[發(fā)明專利]基于靜止氣象衛(wèi)星識(shí)別暴雨云團(tuán)的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110056843.X
• 申請日: 2011-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN102129566A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛紫陽;朱小祥;吳曉京;曹治強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 國家衛(wèi)星氣象中心;中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62;G06T7/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大氣監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于靜止氣象衛(wèi)星識(shí)別暴雨云團(tuán)的方法。

背景技術(shù)

強(qiáng)降雨是觸發(fā)洪水、滑坡、泥石流的關(guān)鍵因素。對(duì)于造成強(qiáng)降雨的對(duì)流云團(tuán)位置和范圍的準(zhǔn)確識(shí)別，以及對(duì)云團(tuán)移動(dòng)路徑進(jìn)行追蹤，能為洪水、滑坡、泥石流等下游災(zāi)害子鏈的啟動(dòng)提供正確的觸發(fā)條件和相應(yīng)的參數(shù)。

靜止氣象衛(wèi)星可以24小時(shí)不間斷地對(duì)地表約三分之一的區(qū)域進(jìn)行連續(xù)觀測，每半小時(shí)產(chǎn)生一組遙感資料，觀測范圍廣，觀測頻次高，可以捕捉到時(shí)間變化較快的天氣現(xiàn)象，特別適合對(duì)中尺度強(qiáng)對(duì)流天氣的預(yù)警。這些優(yōu)點(diǎn)是極軌氣象衛(wèi)星以及地面觀測手段所不具備的。因此，使用靜止衛(wèi)星遙感資料對(duì)強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)進(jìn)行識(shí)別和追蹤，有非常重要的實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提高暴雨云團(tuán)識(shí)別方法的準(zhǔn)確率。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于靜止氣象衛(wèi)星識(shí)別暴雨云團(tuán)的方法，所述方法包括如下步驟：

步驟S1：對(duì)靜止氣象衛(wèi)星獲取的云圖進(jìn)行分割，獲得觀測區(qū)域內(nèi)當(dāng)前時(shí)刻下的各個(gè)云團(tuán)的類別；

步驟S2：根據(jù)靜止氣象衛(wèi)星獲取的云圖，將當(dāng)前時(shí)刻之前的設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的多幅云圖進(jìn)行合成，獲得設(shè)定時(shí)間段內(nèi)各云團(tuán)的基本亮溫圖，將該合成后獲得的基本亮溫圖定義為短時(shí)基本亮溫圖；

步驟S3：計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的云圖與所述短時(shí)基本亮溫圖的灰度值差值圖像；

步驟S4：對(duì)所述灰度值差值圖像進(jìn)行分割，識(shí)別出可能出現(xiàn)暴雨天氣的備選云團(tuán)；

步驟S5：對(duì)于所述步驟S1中分割獲得的各類云團(tuán)，結(jié)合步驟S4中識(shí)別出的備選云團(tuán)，使用靜止氣象衛(wèi)星獲取的觀測區(qū)域的歷史樣本數(shù)據(jù)來識(shí)別得出最終的暴雨云團(tuán)。

所述步驟S1中，具體包括如下步驟：

步驟S101：讀取靜止氣象衛(wèi)星獲取的當(dāng)前時(shí)刻t以及上一小時(shí)時(shí)刻t-1的云圖，使用灰度值閾值法對(duì)所述云圖進(jìn)行分割，將云圖中的格點(diǎn)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(diǎn)集合S(t)和點(diǎn)集合S(t-1)；其中，點(diǎn)集合S(t)為當(dāng)前時(shí)刻t的云團(tuán)圖像點(diǎn)集合，點(diǎn)集合S(t-1)為上一小時(shí)時(shí)刻t-1的云團(tuán)圖像點(diǎn)集合；

步驟S102：標(biāo)記所述點(diǎn)集合S(t)和點(diǎn)集合S(t-1)中的連通區(qū)域，記錄其中與云團(tuán)降水強(qiáng)度有關(guān)的參數(shù)，所述參數(shù)具體包括：云團(tuán)的最大灰度值、云團(tuán)的最小灰度值、云團(tuán)面積以及云團(tuán)的位置變化情況；

步驟S103：對(duì)于點(diǎn)集合S(t)中的各個(gè)云團(tuán)，通過判斷其是否在點(diǎn)集合S(t-1)中存在相應(yīng)的來源云團(tuán)、在點(diǎn)集合S(t-1)中的來源云團(tuán)的數(shù)量、在與來源云團(tuán)相比較時(shí)其平均灰度值是增加還是減少以及其云團(tuán)面積變化情況，來將點(diǎn)集合S(t)中的云團(tuán)劃分為十個(gè)類別。

所述步驟S103中的十個(gè)類別屬于四個(gè)大類，所述四個(gè)大類具體包括：新增類云團(tuán)、生長變化類云團(tuán)、分裂類云團(tuán)以及合并類云團(tuán)；

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

若點(diǎn)集合S(t)中的某一云團(tuán)僅與點(diǎn)集合S(t-1)中的某一云團(tuán)相交，則認(rèn)定其是由點(diǎn)集合S(t-1)中的云團(tuán)變化而來的生長變化類云團(tuán)；進(jìn)一步，根據(jù)云團(tuán)面積的變化情況，所述生長變化類云團(tuán)還具體分為平移變化類云團(tuán)、膨脹變化類云團(tuán)以及收縮變化類云團(tuán)；若記該云團(tuán)在t-1和t時(shí)刻的面積分別為A_t-1和A_t，則當(dāng)m₁*A_t-1≤A_t≤n₁*A_t-1時(shí)，認(rèn)定該生長變化類云團(tuán)為平移變化類云團(tuán)；當(dāng)A_t＞n₁*A_t-1時(shí)，認(rèn)定該生長變化類云團(tuán)為膨脹變化類云團(tuán)；當(dāng)A_t＜m₁*A_t-1時(shí)，認(rèn)定該生長變化類云團(tuán)為收縮變化類云團(tuán)；其中，參數(shù)值m₁、n₁均為根據(jù)實(shí)際情況預(yù)先設(shè)定的數(shù)值，且n₁＞m₁≥1；