[發明專利]多普勒雷達遙感強風暴的預警方法

無效

• 申請號: 201210190926.2
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN102721987A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 韓雷;卞繼方;宋珍妮
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01W1/10
• 分類號: G01W1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種強風暴的自動預警方法，其步驟如下：

(1)、數據預處理：首先進行質量控制，去除質量有嚴重問題的雷達基數據，然后采用徑向和方位上的最近鄰居法和垂直線性內插法，將極坐標系下的基數據插值到三維地理坐標下；

(2)、強風暴的識別：本發明提出了基于數學形態學的風暴識別方法，首先使用第一級閾值進行單閾值識別；其次，對識別得到的風暴執行腐蝕操作，以消除虛假合并；然后，使用高一級閾值進行識別，并對識別得到的風暴.體進行膨脹操作，當風暴的邊界在膨脹的過程中相互之間接觸，或接觸到了原來較低閾值識別的風暴的邊界時，則停止膨脹過程；最后，逐次使用更高級別的閾值進行識別，并在每一個級閾值的識別過程中執行腐蝕和膨脹操作；

(3)、強風暴的追蹤：本發明將序貫蒙特卡洛方法應用于風暴的追蹤，其基本過程是一個隨著時間序列進行迭代的過程，每次迭代包括三步：抽樣，預測和測量，從而實時地獲得所需要的動態信息；本發明對相鄰時刻風暴的追蹤采用雷達組合反射率因子圖像，抽樣所得的每一個粒子都要通過一階線性系統模型，進行一步預測；

●相鄰時刻風暴的追蹤：定義為事件：t時刻的第m個風暴由t-1時刻的第k個風暴發展而來，當觀測Y_t到達后，計算事件發生的概率：

p(θtm,k|Yt)=max(NFm,kAm,NFm,kAk),m=1..Nt,k=1..Nt-1]]>

其中，A_m是t時刻第m個風暴的面積，A_k是t-1時刻第k個風暴的面積，NF_m，k是指從t-1時刻第k個風暴抽樣出來的所有粒子中，經一步預測之后落入t時刻第m個風暴的粒子數目，如果大于閾值T_r，本發明設為0.5，則t時刻的第m個風暴被認為是由t-1時刻的第k個風暴發展而來的；

●風暴漏測的處理：使用延遲邏輯來解決這個問題，即在當前時刻不做出決策，而是延遲一個或多個時刻，直到有充分多的信息時才做出決策；

●分裂、合并的處理：根據粒子與風暴邊界的相對位置，使用一種幾何方法判斷，如果t時刻的兩個風暴都是由t-1時刻的同一個風暴發展而來的，則認為t-1時刻的這個風暴發生了分裂；類似地，可以判別合并的情況；

(4)、強風暴的預警：首先，對最近時刻及前一時刻的雷達數據，計算其組合反射率因子圖像，使用光流法計算得到運動矢量場；然后對每一個識別的風暴，計算其所覆蓋區域的平均運動矢量(V_ave)；最后，使用V_ave和風暴的質心位置，預警未來時刻的風暴位置；對風暴的頂高、體積等屬性參數，使用一階線性模型預警；

(5)、結果輸出：不難將以上方法編制成軟件系統在計算機上，以圖像形式顯示出來。