[發明專利]一種識別強對流云團的方法及裝置

有效

• 申請號: 201911423710.4
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN110942111B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 陳云剛;張堃;康暉;孫乃秀
• 申請（專利權）人: 北京弘象科技有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G01S7/41;G06V20/13;G06V10/764;G06V10/82
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 李飛

本發明提供了一種識別強對流云團的方法及裝置，該識別強對流云團的方法包括：基于三維雷達回波數據，根據不同類型云團發展高度和強度的差別，識別出砧云團，過渡砧云團，層云團和對流云團，得到雷達云分類結果；獲取衛星云圖的亮溫數據，針對每一格點，提取以該格點為中心的特征區域，對所述特征區域進行卷積和池化操作，基于卷積和池化操作的結果識別出9類云團，得到衛星云分類結果；對得到的雷達云分類結果和衛星云分類結果進行時空匹配，基于統計獲得的地面強對流天氣對應的云團類型，對時空匹配結果進行重合處理，獲取強對流云團。有效提高強對流云團的識別追蹤精度。

技術領域

本發明涉及氣象預報技術領域，具體而言，涉及一種識別強對流云團的方法及裝置。

背景技術

強對流云團通常指的是由深厚濕對流(DMC，Deep Moisture Convection)產生的包括冰雹、大風、龍卷、強降水等的云團，具有突發性、生命史短(持續時間較短，一般為幾分鐘至十幾小時不等)、局地性強(空間尺度較小，水平范圍一般為十幾至兩百公里)、易致災等特點。由于其強烈的破壞性，一般將強對流云團引起的強對流天氣列為僅次于熱帶氣旋、地震、洪澇災害之后的第四位災害性天氣。因此準確地識別強對流云團，并對其進行追蹤，有利于強對流天氣的預測預警，減少其造成的人員嚴重傷亡和經濟損失。

雷達識別對流單體一般多根據雷達回波，將大于35dBZ的區域作為強對流區域，這種方法存在閾值單一，界定不明確的問題，雷達觀測在對流云內降水形成之前作用有限，且單純基于雷達觀測的外推技術無法對風暴的初生、發展和消亡進行有效的預報，對深對流系統內部的構造(深對流核，層云區，砧云區)無法進行有效區分。新一代靜止氣象衛星觀測在時間、水平和垂直空間分辨率、以及空間覆蓋程度都有不可比擬的優勢，在強對流天氣短時臨近預報中發揮重要作用。

目前對流云的衛星識別主要采用閾值法。閾值法最常用，是一種簡單的圖像分割方法，特別適用于目標和背景差別明顯的特征判識。對于長波紅外通道，通常采用紅外亮溫閾值法，包括溫度閾值、分裂窗差閾值、面積閾值和溫度閾值。其中，溫度閾值由于簡單而成為主要檢測對流云團邊界的分割。由于應用目的、季節和地域的差異等因素，衛星閾值的確定很難有統一的標準方法，這就導致衛星閾值法識別對流單體存在一定問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供識別強對流云團的方法及裝置，以提高識別追蹤強對流云團的精度。

第一方面，本發明實例提供了識別強對流云團的方法，包括：

基于三維雷達回波數據，根據不同類型云團發展高度和強度的差別，識別出砧云團、過渡砧云團、層云團和對流云團，得到雷達云分類結果；

獲取衛星云圖的亮溫數據，針對每一格點，提取以該格點為中心的特征區域，對所述特征區域進行卷積和池化操作，基于卷積和池化操作的結果識別出9類云團，得到衛星云分類結果；

對得到的雷達云分類結果和衛星云分類結果進行時空匹配，基于統計獲得的地面強對流天氣對應的云團類型，對時空匹配結果進行重合處理，獲取強對流云團。

結合第一方面，本發明實施提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，

基于三維雷達回波數據，根據不同類型云團發展高度和強度的差別，識別出砧云團，包括：

從三維雷達回波數據中，選取第一高度層的三維雷達回波數據；

針對所述第一高度層的三維雷達回波數據，確定雷達回波強度大于零的格點，依據確定的格點識別出砧云團。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，識別出所述過渡砧云團，包括：

從所述砧云團中，選取第二高度層的三維雷達回波數據；

針對所述第二高度層的三維雷達回波數據，確定雷達回波強度大于零的格點，依據確定的格點得到過渡砧云團。