[發明專利]一種基于多普勒雷達反射率圖像的風暴云團的外推方法

無效

• 申請號: 201210088256.3
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN102662172A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 王萍;王龍;劉暢;劉恒
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

1.一種基于多普勒雷達反射率圖像的風暴云團的外推方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)對風暴云團多普勒雷達反射率圖像進行分層分解，獲取風暴云團的7張基于不同反射率閾值的單色子圖像；

(2)對風暴云團的每一張單色子圖像進行分塊處理分解為小塊區域和大塊區域；其中，將風暴云團中面積小于10⁴的局部區域定義為所述小塊區域；將面積大于等于10⁴的局部區域定義為所述大塊區域；

(3)采用線性外推修正法得到所述小塊區域和所述大塊區域質心的外推結果；

(4)根據所述小塊區域質心的外推結果，對每個所述小塊區域采用基于散射模型的形態外推法，得到所述小塊區域局部輪廓的外推結果；

(5)根據所述大塊區域質心的外推結果，對每個所述大塊區域的局部扇形邊緣，采用基于數學形態學的形態外推法，得到所述大塊區域局部輪廓的外推結果；

(6)對每層的所述小塊區域局部輪廓的外推結果和所述大塊區域局部輪廓的外推結果進行合并，得到各單色子圖像的整體外推圖像；

(7)以反射率閾值為25dBz單色子圖像的整體外推結果為基底，依次用高反射率閾值單色子圖像的整體外推結果對低反射率閾值單色子圖像的整體外推結果進行覆蓋，再將極高反射率區域進行最終覆蓋，獲取多普勒雷達反射率圖像中風暴云團的外推圖像；其中，將面積小于等于50個單位的，反射率閾值大于55dBz的反射率區域定義為極高反射率區域；

(8)將下一個時刻視為當前時刻，重復(1)到(7)的步驟，實現對風暴云團的持續外推，獲取風暴云團在更遠時刻的外推圖像。

2.根據權利要求1所述的一種基于多普勒雷達反射率圖像的風暴云團的外推方法，其特征在于，所述對風暴云團多普勒雷達反射率圖像進行分層分解具體為：

對當前時刻t_i和前一時刻t_i-1風暴云團的多普勒雷達反射率圖像分別按照不同的反射率閾值分成7個圖層，第i個圖層T_Ri的生成過程如下，若風暴云團區域中的反射率值f_T(p)≥R_idBz，則令其在T_Ri中的取值f_Tt(p)＝R_idBz，否則令f_Tt(p)為背景色，其中R_i＝25，30，35，40，45，50，55dBz。

3.根據權利要求1所述的一種基于多普勒雷達反射率圖像的風暴云團的外推方法，其特征在于，所述對風暴云團的每一張單色子圖像進行分塊處理分解為小塊區域和大塊區域具體為：

(1)從單色子圖像的質心O向邊界引射線；

(2)以1°為步長逆時針轉動射線，當射線與圖像輪廓形成至少3個交點時，記錄下這條射線與圖像輪廓的第一個交點A；

(3)反向延長AO交圖像輪廓于B點，用線段AB將圖像一分為二，得到兩個子區域；

(4)對于每個子區域，重復(1)至(3)過程，直至不再出現射線與輪廓交點大于1的情形，將面積小于10⁴的子區域作為所述小塊區域；將面積大于等于10⁴的子區域作為所述大塊區域，分塊處理完成。

4.根據權利要求1所述的一種基于多普勒雷達反射率圖像的風暴云團的外推方法，其特征在于，所述采用線性外推修正法得到所述小塊區域和所述大塊區域質心的外推結果具體為：

設當前時刻為t_i，通過t_i-2時刻的質心和t_i-1時刻的質心線性外推得到t_i時刻的外推質心，計算t_i時刻的外推質心對t_i時刻的實際質心的偏移量，將所述偏移量標記為位移矢量，通過t_i-1時刻與t_i時刻的質心線性外推得到t_i+1時刻的質心位置，通過所述位移矢量對所述t_i+1時刻的質心位置進行修正。