[發(fā)明專利]一種基于天氣雷達的昆蟲密度監(jiān)測方法

有效

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• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113093179B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設計）人: 胡程;崔鎧;王銳;李華宇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學前沿技術研究院;北京理工大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S13/95
• 代理公司: 北京君慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11716
• 代理人: 董延麗

1.一種基于天氣雷達的昆蟲密度監(jiān)測方法，其特征在于，包括：

在預設監(jiān)測時間內(nèi)，獲取昆蟲雷達監(jiān)測的密度垂直廓線，并獲取天氣雷達監(jiān)測的反射率廓線；

基于相同時間分辨單元，對所述密度垂直廓線和所述反射率廓線進行時間平均；

根據(jù)高度累積區(qū)間內(nèi)的密度垂直廓線和反射率廓線，分別確定對應的高度累積密度和高度累積反射率；

確定所述高度累積密度和所述高度累積反射率之間的映射關系；

獲取天氣雷達監(jiān)測的實際反射率廓線，并利用所述映射關系確定對應的昆蟲密度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于相同時間分辨單元，對所述密度垂直廓線和所述反射率廓線進行時間平均，具體包括：

確定昆蟲雷達垂直探測的第一時長和天氣雷達掃描的第二時長；所述第一時長小于第二時長；

根據(jù)所述第二時長確定時間分辨單元，并按照所述時間分辨單元，將第一時長對應的密度垂直廓線轉(zhuǎn)化為第二時長對應的密度垂直廓線。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，基于相同時間分辨單元，對所述密度垂直廓線和所述反射率廓線進行時間平均，具體包括：

利用公式對第一時長的密度垂直廓線進行時間平均，得到所述時間分辨單元對應的密度垂直廓線；

其中，表示第一時長對應的密度垂直廓線，ρ_t＝j表示第二時長對應的密度垂直廓線，T₁表示昆蟲雷達垂直探測的第一時長，T₂表示天氣雷達掃描的第二時長，j表示昆蟲雷達監(jiān)測的具體時刻，i表示天氣雷達監(jiān)測的具體時刻，t表示預設監(jiān)測時間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)高度累積區(qū)間內(nèi)的密度垂直廓線和反射率廓線，確定高度累積密度和高度累積反射率，具體包括：

確定高度累積區(qū)間H＝[H_min,H_max]，其中，H_min為天氣雷達與昆蟲雷達共同覆蓋高度的最小值，H_max為天氣雷達與昆蟲雷達共同覆蓋高度的最大值；

基于密度垂直廓線，利用公式獲取昆蟲雷達監(jiān)測的每個具體時刻的高度累積密度ρ_i；

基于反射率廓線，利用公式獲取天氣雷達監(jiān)測的每個具體時刻的高度累積反射率η_i；其中，h表示昆蟲雷達和天氣雷達的監(jiān)測高度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，確定高度累積區(qū)間，具體包括：

確定昆蟲雷達的探測高度和天氣雷達的饋源高度；

根據(jù)所述探測高度和所述饋源高度的共同覆蓋高度，確定高度累積區(qū)間。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，確定所述高度累積密度和所述高度累積反射率之間的映射關系，具體包括：

匯總預設監(jiān)測時間內(nèi)的高度累積密度和高度累積反射率，得到密度數(shù)據(jù)和反射率數(shù)據(jù)；

確定所述密度數(shù)據(jù)和所述反射率數(shù)據(jù)之間的映射關系。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，確定所述高度累積密度和所述高度累積反射率之間的映射關系，具體包括：

利用公式計算所述密度數(shù)據(jù)和所述反射率數(shù)據(jù)之間的映射關系；其中，ρ(t)表示密度數(shù)據(jù)，η(t)表示反射率數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲取天氣雷達監(jiān)測的反射率廓線，具體包括：

根據(jù)天氣雷達監(jiān)測的昆蟲回波，確定天氣雷達的工作波長、復折射指數(shù)、反射率因子；

根據(jù)所述工作波長、復折射指數(shù)、反射率因子，建立反射率廓線的觀測方程；

基于所述觀測方程，確定反射率廓線。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，基于所述觀測方程，確定反射率廓線，具體包括：

利用公式Z計算反射率廓線η；其中，λ表示天氣雷達的工作波長，K_m為昆蟲的復折射指數(shù)，Z表示天氣雷達的反射率因子。