[發明專利]基于X波段雙偏振相控陣雷達的林火早期識別與預警方法

在審

• 申請號: 202110893568.0
• 申請日: 2021-08-04
• 公開（公告）號: CN113466856A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 張羽;陳炳洪;胡勝;劉顯通;許歡;田聰聰;夏豐
• 申請（專利權）人: 廣州市氣象臺;中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所（廣東省氣象科學研究所）
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S7/41
• 代理公司: 廣州越華專利代理事務所(普通合伙) 44523
• 代理人: 楊艷珊

1.一種基于X波段雙偏振相控陣雷達的林火早期識別與預警方法，其特征在，包括：

獲取X波段雙偏振相控陣雷達的雷達回波強度圖；

過濾雷達回波強度圖中的孤立雜波回波，得到一次處理數據；

識別一次處理數據，得到回波強度大于給定閾值且相互連通的回波區域，定義為2D回波區，并從低層到高層，將2D回波單體進行垂直關聯，得到3D回波區；

基于識別出的3D回波區的多個特征參數進行疑似林火判別；

基于偏振參數對判別出的疑似林火再確認判別，得到林火數據；以及，

記錄林火數據的識別時間以及其他附屬參數，并發送林火預警信息至設定地址。

2.根據權利要求1所述的基于X波段雙偏振相控陣雷達的林火早期識別與預警方法，其特征在于：所述過濾雷達回波強度圖中的孤立雜波回波包括：

對于雷達掃描平面上的每一個點，移動一個5*5的窗口，計算窗口內所有探測值為非空的點的個數N；其中，非空的百分率P_r=N/N_total，N_total代表以X為中心窗口的點數；以及，

如果P_r小于設定的閾值，則認為點X為孤立點并刪除。

3.根據權利要求1所述的基于X波段雙偏振相控陣雷達的林火早期識別與預警方法，其特征在于：所述3D回波區的多個特征參數包括面積參數、回波強度和頂高；

所述疑似林火判別包括：

計算識別出的3D回波區的面積參數，并判斷是否超出給定閾值，如果否，則標記為非林火回波；

對識別出的每一個3D回波區,根據每一個2D區域的格點及其對應的回波強度值，計算該2D區域的回波強度平均值和最大值，并判斷2D回波的最大值和平均值是否均小于設定閾值，如果否，則標記為非林火回波；以及，

計算識別出的3D回波區的回波的頂高，并判斷是否超出給定閾值，如果是，則標記為非林火回波。

4.根據權利要求3所述的基于X波段雙偏振相控陣雷達的林火早期識別與預警方法，其特征在于，所述面積參數計算包括：

計算每一個2D回波單體的格點數；以及，

根據格點數計算回波的2D面積，并選擇面積最大的2D區域作為面積參數。

5.根據權利要求3所述的基于X波段雙偏振相控陣雷達的林火早期識別與預警方法，其特征在于，所述頂高計算包括：

設定一默認閾值；以及，

對識別出的每一個3D回波區，根據最高仰角識別出的2D回波對應的仰角和位置，計算對應的高度，并作為頂高。

6.根據權利要求1所述的基于X波段雙偏振相控陣雷達的林火早期識別與預警方法，其特征在于，所述再確認判別包括：

基于差分反射率ZDR對疑似林火的數據再次判斷，如果對應的差分反射率ZDR參數平均值大于設定閾值，則標記為次級確認數據。

7.根據權利要求6所述的基于X波段雙偏振相控陣雷達的林火早期識別與預警方法，其特征在于，所述再確認判別還包括：

針對次級確認數據，根據其回波強度上2D區域每一個點的位置信息，計算對應的所有點的相關系數CC的平均值，如果相關系數C平均值低于設定閾值，則標記為林火回波。

8.根據權利要求1所述的基于X波段雙偏振相控陣雷達的林火早期識別與預警方法，其特征在于，還包括：根據相控陣雷達每個掃描周期識別出的林火回波的特征參數，繪制林火區域關鍵雷達特征的時間序列發展演變圖。