[發(fā)明專利]基于機載探頭組合粒子譜的過冷水反演方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211026501.8
• 申請日: 2022-08-25
• 公開（公告）號: CN115423762A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡向峰;吳志會;張健南
• 申請（專利權(quán)）人: 河北省人工影響天氣中心
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00;G06V10/764;G01N15/00;G01N21/25
• 代理公司: 北京博海嘉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 16007
• 代理人: 郝彥東

1.基于機載探頭組合粒子譜的過冷水反演方法，其特征在于，包括：

基于機載云滴探頭獲取第一云滴譜，對所述第一云滴譜進行降噪處理，得到具有小云粒子的譜分布的第二云滴譜；

基于二維立體成像光陣列探頭獲取第一2DS圖像，將第一2DS圖像中的冰晶刪除得到第二2DS圖像，確定所述第二2DS圖像中位于預(yù)設(shè)尺寸范圍內(nèi)的大云滴粒子譜、以及液滴粒子譜；

基于所述第二云滴譜、大云滴粒子譜以及液滴粒子譜生成組合粒子譜；

基于預(yù)先設(shè)置的水含量計算公式對所述組合粒子譜進行計算得到相對應(yīng)的過冷水含量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機載探頭組合粒子譜的過冷水反演方法，其特征在于，

在所述基于機載云滴探頭獲取第一云滴譜，對所述第一云滴譜進行降噪處理，得到具有小云粒子的譜分布的第二云滴譜的步驟中，具體包括：

基于SPEC算法對基于機載云滴探頭所采集的圖像數(shù)據(jù)進行處理得到第一云滴譜，將所述第一云滴譜中的第1檔和第30檔刪除處理；

提取所述第一云滴譜中譜寬范圍為3-48μm的云滴譜部分得到第二云滴譜。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于機載探頭組合粒子譜的過冷水反演方法，其特征在于，

在基于二維立體成像光陣列探頭獲取第一2DS圖像，將第一2DS圖像中的冰晶刪除得到第二2DS圖像，確定所述第二2DS圖像中位于預(yù)設(shè)尺寸范圍內(nèi)的大云滴粒子譜、以及液滴粒子譜的步驟中，具體包括：

基于粒子形狀分類算法對第一2DS圖像中的粒子進行分類得到多個初始粒子；

根據(jù)第一2DS圖像每個初始粒子的圓度，將初始粒子分別冰晶、液滴以及大云滴中的任意一種或多種，刪除所述第一2DS圖像中的冰晶得到第二2DS圖像；

提取第二2DS圖像中所有位于55-95μm直徑尺寸的大云滴得到大云滴粒子譜，提取第二2DS圖像中所有位于105-1275μm直徑尺寸的液滴得到液滴粒子譜。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于機載探頭組合粒子譜的過冷水反演方法，其特征在于，

在基于所述第二云滴譜、大云滴粒子譜以及液滴粒子譜生成組合粒子譜的步驟中，具體包括：

將所述第二云滴譜、大云滴以及液滴粒子譜進行組合得到組合粒子譜，提取所述第二云滴譜、大云滴粒子譜以及液滴粒子譜中的最小值和最大值得到組合粒子譜的譜寬范圍。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于機載探頭組合粒子譜的過冷水反演方法，其特征在于，

在基于預(yù)先設(shè)置的水含量計算公式對所述組合粒子譜進行計算得到相對應(yīng)的過冷水含量的步驟中，具體包括：

利用組合粒子譜，根據(jù)液態(tài)水含量計算公式，反演云中過冷水。

6.基于機載探頭組合粒子譜的過冷水反演方法，其特征在于，包括：

利用飛機搭載的云滴探頭、二維立體光陣列探頭對云進行觀測，獲取云中的云滴譜和冰粒子譜，通過探頭數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對飛機探測數(shù)據(jù)進行處理，輸出云滴譜、冰粒子譜；

舍棄云滴譜第1檔和第30檔，得到3.5-47μm的云滴譜，將-5.0～-2.0℃的云滴譜數(shù)據(jù)寫入矩陣，取平均形成云滴平均譜M1；

采用粒子圓度算法對2DS探頭的基數(shù)據(jù)進行處理，輸出大云滴(Small)和液滴(Round)的粒子譜，選擇D為50-100μm的Small大云滴粒子譜和D≥100μm的Round液滴譜分別寫入矩陣，取平均形成大云滴粒子平均譜M1和液滴平均譜M2；

將不同尺度范圍的粒子平均譜M1、M2、M3進行拼接組合，構(gòu)建粒子組合平均譜N(D)，新構(gòu)建的粒子譜寬范圍為3.5-1280μm，基本覆蓋小云滴、大云滴與液滴粒子；

利用粒子組合平均譜N(D)和各個通道的中值直徑D，根據(jù)含水量計算公式利用Matlab編程計算云中過冷水含量。