[發(fā)明專利]快速獲取雷達(dá)基本反射率三維等值線數(shù)據(jù)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810903019.5
• 申請(qǐng)日: 2018-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN109031235B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 路明月;毛遠(yuǎn)翔;閔錦忠;王新昊;畢碩本
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/41
• 分類號(hào): G01S7/41
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

本發(fā)明提供一種快速獲取雷達(dá)基本反射率三維等值線數(shù)據(jù)的方法，該方法直接利用雷達(dá)探測(cè)的原始數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)建三角形網(wǎng)格，以此快速獲取具有矢量特征的雷達(dá)基本反射率三維等值線數(shù)據(jù)。本發(fā)明有利于實(shí)現(xiàn)雷達(dá)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的全球共享，為氣象災(zāi)害的減災(zāi)防災(zāi)提供有效的決策支持，具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效果；同時(shí)其獲取數(shù)據(jù)具備高效率、高精度，便于人工判讀分析，能夠縮短相關(guān)部門對(duì)于災(zāi)害的響應(yīng)時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種快速獲取雷達(dá)基本反射率三維等值線數(shù)據(jù)的方法。

背景技術(shù)：

目前常規(guī)的雷達(dá)基本反射率數(shù)據(jù)基本是二維平面圖像形式，而雷達(dá)單層掃描數(shù)據(jù)本質(zhì)上分布在三維空間中，而目前其三維等值線數(shù)據(jù)的獲取一般基于三維規(guī)則網(wǎng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。在提取過(guò)程中需要先對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維規(guī)則格點(diǎn)化，然后通過(guò)大量插值得出每個(gè)網(wǎng)格對(duì)應(yīng)的反射率數(shù)據(jù)，繼而進(jìn)行等值線求取；這個(gè)過(guò)程需要對(duì)雷達(dá)原始的探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行大量的插值計(jì)算，并且規(guī)則網(wǎng)格的空間分布與雷達(dá)掃描方式之間具有很大的差異，四邊形網(wǎng)格在判斷等值線時(shí)存在歧義，需要額外的計(jì)算來(lái)處理這類問(wèn)題。這種方法在提取等值線之前要做大量預(yù)處理計(jì)算，為三維等值線的快速提取帶來(lái)了阻礙。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明直接利用雷達(dá)探測(cè)的原始數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)建三角形網(wǎng)格，以此快速獲取具有矢量特征的雷達(dá)基本反射率三維等值線數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種快速獲取雷達(dá)基本反射率三維等值線數(shù)據(jù)的方法，包括如下步驟：

（1）從待處理的雷達(dá)反射率數(shù)據(jù)中，獲取預(yù)設(shè)仰角的掃描層數(shù)據(jù)，計(jì)算該掃描層中每個(gè)方位角的掃描線上的第i庫(kù)數(shù)據(jù)的空間位置坐標(biāo)，并形成與各掃描線上每庫(kù)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的雷達(dá)數(shù)據(jù)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其中i表示該掃描線上的任意一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，且1 ≤ i ≤ 掃描線上的數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)；

（2）在上述雷達(dá)數(shù)據(jù)點(diǎn)結(jié)構(gòu)中，對(duì)相鄰的兩條掃描線上依次分別取相鄰的第i、i+1庫(kù)位置的兩點(diǎn)，共計(jì)四點(diǎn)作為頂點(diǎn)依次連接構(gòu)建成一個(gè)四邊形面片，進(jìn)而構(gòu)建所有四邊形面片，得到一個(gè)四邊形網(wǎng)格；

（3）對(duì)上述每個(gè)四邊形面片連接一條對(duì)角線，將每個(gè)四邊形面片分割成兩個(gè)三角形，由此構(gòu)成一個(gè)三角形網(wǎng)格；

（4）上述三角形網(wǎng)格中，各條相鄰掃描線上距離雷達(dá)中心最遠(yuǎn)的兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的連線構(gòu)成三角形網(wǎng)格的邊界；對(duì)于預(yù)設(shè)反射率因子集合中任一反射率因子Z，在三角形網(wǎng)格的邊界上尋找到起始邊，使反射率因子Z值在該起始邊兩個(gè)頂點(diǎn)的反射率數(shù)值之間，當(dāng)起始邊存在時(shí)，則先進(jìn)行非閉合等值線搜索再進(jìn)行閉合等值線搜索；當(dāng)起始邊不存在時(shí)，則進(jìn)行閉合等值線搜索，得到反射率因子Z對(duì)應(yīng)的等值線；重復(fù)上述步驟完成對(duì)預(yù)設(shè)的反射率因子集合中所有反射率因子對(duì)應(yīng)的等值線搜索，獲取雷達(dá)基本反射率三維等值線數(shù)據(jù)。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于：

步驟1中，設(shè)定雷達(dá)中心經(jīng)緯度坐標(biāo)為： (radarLX，radarLY，radarHKm)，在該雷達(dá)某掃描層仰角為elevaAngle，方位角為AZ_angle的掃描線上，其首庫(kù)距離為firstGate，庫(kù)長(zhǎng)為W，則其第i庫(kù)數(shù)據(jù)所在的空間經(jīng)緯度位置坐標(biāo)按照如下公式計(jì)算（其中，1 ≤ i ≤ 掃描線上的數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù))：

xDis = ((firstGate + (i-1) * W) * cos(elevaAngle)) * sin(AZ_angle)（1）

yDis = ( (firstGate + (i-1) * W)* cos(elevaAngle)) *cos(AZ_angle)（2）

LY = radarLY + yDis/(π * EarthRadius )*180 （3）

LX = radarLX + xDis/(π * EarthRadius*cos(LY*π/180))*180 （4）