[發明專利]一種基于雷達回波的暴雨監視及臨近預警方法

在審

• 申請號: 202010734828.5
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111856424A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 祝院生;蔡國成;舒雷;梁后軍;韓飛;盧恬強;王鋒;曠世希;曹自收;李甜甜;畢夢玲;陳煜
• 申請（專利權）人: 安徽沃特水務科技有限公司
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/88;G01W1/14
• 代理公司: 安徽權小七知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34172
• 代理人: 許希富

本發明涉及暴雨監視預警技術領域，尤其涉及一種基于雷達回波的暴雨監視及臨近預警方法，依次包括以下步驟：S10：獲取雷達回波強度數據文件；S20：根據回波強度外推未來1?3小時雷達回波強度；S30：雷達估算降水；S40：根據雷達估算降水統計確定暴雨區域范圍；S50：顯示區域預警。本發明中基于雷達回波的暴雨監視及臨近預警的方法，是根據當前雷達回波強度大小，采用半拉格朗日方法對雷達回波強度進行未來1?3小時外推，對外推的1?3小時雷達回波強度進行網格化定量分析，轉化成未來1?3小時估算降水，如果未來1?3小時內某一個區域降水量達到暴雨級別，則啟動區域暴雨預警。

技術領域

本發明涉及暴雨監視預警技術領域，尤其涉及一種基于雷達回波的暴雨監視及臨近預警方法。

背景技術

傳統暴雨監視預警是根據水文自動遙測站采集到的降水量進行實時統計，當達到暴雨級別，則啟動暴雨預警。這種方式預警通常是災后預警，因為水文自動遙測站采集到的降水量是降落到地面的實際降水量，水利部門接收到相關預警信息后，降水基本趨于結束，城市內澇或山體滑坡等災害已經造成人員或者財產損失。

針對上述問題，設計一種基于雷達回波的暴雨監視及臨近預警方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于雷達回波的暴雨監視及臨近預警方法，以解決上述技術問題。

本發明為解決上述技術問題，采用以下技術方案來實現：

一種基于雷達回波的暴雨監視及臨近預警方法，依次包括以下步驟：

S10：獲取雷達回波強度數據文件

從服務器中獲取雷達回波數據文件，并根據文件格式進行解析，確定雷達回波網格大小、區域范圍和經緯度坐標的相關信息；

S20：根據回波強度外推未來1-3小時雷達回波強度

根據當前回波強度，采用半拉格朗日外推方法對雷達回波強度進行外推，并生成未來1-3小時中每個特定時間間隔的雷達回波強度數據；

半拉格朗日外推公式

半拉格朗日基本方程：

其中：

U(x，t)是一個給定的方程，方程1-1表示標量F在沿著流體軌跡上是一個恒定的值；在實際的流體質點軌跡是在x-t平面上在t_n+Δt時刻到達網格點x_m的軌跡；該方法的本質就是沿著近似的流體運動軌跡進行近似積分；因此可以得出下式：

其中：

α_m＝ΔtU(x_m-α_m，t_n)

其中a_m是粒子沿著流體軌跡時在Δt時間內在x上移動的距離；因此如果我們知道a_m，我們就可以得出t_n+Δt時刻x_m上的F值；現在問題的關鍵就是求解a_m；t_n+Δt終點的F的預報值就是t_n-Δt時刻出發點的值；一般我們將終點(到達點)選在網格點上，而出發點x_m-2a_m則不一定正好落在模式的規則網格點上，因此在這些點上t_n-Δt的值F(x_m-2a_m，t_n-Δt)必須由規則點上的值通過插值或其它方法來確定；

此半拉格朗日外推方法的算法步驟被歸納如下：