[發(fā)明專利]基于雷達回波數(shù)據(jù)對CMA實測雨量數(shù)據(jù)實時校正方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202211702417.3
• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN115933013A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李勝;鄭強;林國弼;陸朝文;宋超;劉海璇
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州東方世紀科技股份有限公司
• 主分類號: G01W1/18
• 分類號: G01W1/18
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 商小川

本發(fā)明公開了一種基于雷達回波數(shù)據(jù)對CMA實測雨量數(shù)據(jù)實時校正方法，包括步驟1、獲取氣象雷達回波數(shù)據(jù)和CMA實測雨量數(shù)據(jù)；步驟2、以地面實測雨量站位置為錨點，選取對應(yīng)的CMA數(shù)據(jù)和雷達回波數(shù)據(jù)；步驟3、整合雷達回波數(shù)據(jù)和CMA降雨數(shù)據(jù)，構(gòu)建訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和驗證數(shù)據(jù)集；步驟4、以Light?GBM算法為核心構(gòu)建模型，使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)集對模型訓(xùn)練；步驟5、通過訓(xùn)練好的模型實時對雷達回波數(shù)據(jù)進行降雨分析，對比CMA數(shù)據(jù)識別出問題區(qū)域，再使用雷達回波計算出的降雨值進行替換，對融合后的降雨數(shù)據(jù)進行重新插值，得到修正后的降雨數(shù)據(jù)；解決了現(xiàn)有技術(shù)通過對應(yīng)的雨量站實測數(shù)據(jù)生成的CMA柵格圖層存在精度誤差等技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雨量監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于雷達回波數(shù)據(jù)對CMA實測雨量數(shù)據(jù)實時校正方法。

背景技術(shù)

CMA數(shù)據(jù)是雨量站實測雨量數(shù)據(jù)運用反距離插值方法生成的柵格圖層數(shù)據(jù)，其精確度依賴于雨量站(點)測量數(shù)據(jù)的精確與穩(wěn)定。作為測量降水的雨量站(點)，因其無需人看守，且操作簡單、功能強、傳遞快、占地小、可靠性高、壽命長，可穩(wěn)定連續(xù)長期工作等特點，被氣象、防汛、水文水利、國土等部門在基層縣、鄉(xiāng)、村廣泛應(yīng)用，構(gòu)成了測量降水的雨量站(點)網(wǎng)，為相關(guān)單位在汛期能全面準確、及時掌握當(dāng)?shù)赜昵樾畔ⅲ岣吡朔篮榭篂?zāi)的能力。然則，許多基層雨量站(點)在實際使用過程中，并沒有使其發(fā)揮應(yīng)有作用，主要體現(xiàn)在雨量網(wǎng)點布局欠缺、站(點)選址問題突出、安裝不符合要求，維護跟不上，數(shù)據(jù)傳遞不暢等，造成雨量記錄不準、缺測，導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真，不能準確地反映當(dāng)?shù)亍?dāng)時降水實際情況。這也導(dǎo)致通過對應(yīng)的雨量站實測數(shù)據(jù)生成的CMA柵格圖層存在精度誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于雷達回波數(shù)據(jù)對CMA實測雨量數(shù)據(jù)實時校正方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)通過對應(yīng)的雨量站實測數(shù)據(jù)生成的CMA柵格圖層存在精度誤差等技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種基于雷達回波數(shù)據(jù)對CMA實測雨量數(shù)據(jù)實時校正方法，所述方法包括：

步驟1、獲取氣象雷達回波數(shù)據(jù)和CMA實測雨量數(shù)據(jù)；

步驟2、以地面實測雨量站位置為錨點，選取對應(yīng)的CMA數(shù)據(jù)和雷達回波數(shù)據(jù)；

步驟3、整合雷達回波數(shù)據(jù)和CMA降雨數(shù)據(jù)，構(gòu)建訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和驗證數(shù)據(jù)集；

步驟4、以Light?GBM算法為核心構(gòu)建模型，使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)集對模型訓(xùn)練；

步驟5、通過訓(xùn)練好的模型實時對雷達回波數(shù)據(jù)進行降雨分析，對比CMA數(shù)據(jù)，識別出問題區(qū)域，再使用雷達回波計算出的降雨值進行替換，對融合后的降雨數(shù)據(jù)進行重新插值，得到修正后的降雨數(shù)據(jù)。

步驟2所述以地面實測雨量站位置為錨點，選取對應(yīng)的CMA數(shù)據(jù)和雷達回波數(shù)據(jù)時，測雨量站處于正常工作狀態(tài)，數(shù)據(jù)測量、傳輸及上報均正常；CMA數(shù)據(jù)的制式為雷達回波數(shù)據(jù)的5倍，在取雷達回波數(shù)據(jù)時以實測站位中心，取縱橫各5個柵格共25個柵格的數(shù)據(jù)作為特征數(shù)據(jù)。

構(gòu)建訓(xùn)練數(shù)據(jù)集之前需要對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，預(yù)處理的方法為：由于CMA數(shù)據(jù)的柵格表示5km*5km的范圍，雷達回波柵格則是1km*1km的范圍，所以建立數(shù)據(jù)映射時，表現(xiàn)為一個CMA柵格對應(yīng)一個雷達回波柵格矩陣，每個矩陣含有25個柵格；要得到這樣一個訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，需要將雷達回波數(shù)據(jù)與CMA歷史降雨數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)后進行數(shù)據(jù)集合并；關(guān)聯(lián)及合并的方法為：從雷達回波數(shù)據(jù)和CMA實測降雨數(shù)據(jù)中找出時間戳相同的數(shù)據(jù)作為合并后的數(shù)據(jù)集。