基于多普勒雷達(dá)圖像的中氣旋識(shí)別.pdf

1、本文工作屬于天津市氣象局科研課題“多普勒雷達(dá)云圖冰雹自動(dòng)識(shí)別預(yù)警系統(tǒng)”。 冰雹是嚴(yán)重影響人類生產(chǎn)生活的災(zāi)害性天氣之一。冰雹云具有突發(fā)性、移動(dòng)迅速、生命史短和局地性等特點(diǎn)，因此給預(yù)報(bào)帶來(lái)很大困難。多普勒雷達(dá)則為冰雹預(yù)報(bào)提供了有力的技術(shù)支持。從目前的資料看，基于多普勒雷達(dá)圖像的冰雹預(yù)報(bào)的研究尚處于探索階段，因此本課題具有很高的研究?jī)r(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。 在過(guò)去的研究工作中，對(duì)冰雹預(yù)報(bào)主要限于數(shù)值方面的研究。本文從圖像處理的角度出發(fā)

2、，運(yùn)用模式識(shí)別與計(jì)算機(jī)視覺的方法對(duì)多普勒雷達(dá)的徑向速度圖進(jìn)行了較為深入的研究。同時(shí)，本文借鑒了氣象專家?guī)资甑膶氋F經(jīng)驗(yàn)，整理出一套較完善的徑向速度圖的處理方法。 本文工作主要涉及以下幾方面： (1)對(duì)不同仰角的圖像進(jìn)行合成，并以此作為后續(xù)工作的基礎(chǔ)。 (2)對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理。區(qū)域裁剪限定了圖像處理的范圍，減小了后續(xù)處理的計(jì)算量；閾值分割完成了速度大小與速度模糊的處理；距離與夾角判據(jù)則將滿足距離判據(jù)或者夾角判據(jù)的所

3、有像素點(diǎn)進(jìn)一步提取出來(lái)；根據(jù)與徑向速度圖對(duì)應(yīng)的基本反射率圖的信息，將所有可能的“速度對(duì)”中心不在50dBZ區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)排除掉；最后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。 (3)在第二步的基礎(chǔ)上，提取出轉(zhuǎn)動(dòng)速度作為特征值。首先利用特征值準(zhǔn)確定位，然后將特征值輸入到分類器中，對(duì)中氣旋進(jìn)行分類。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及理論分析表明，本文的方法可以有效識(shí)別出中氣旋，并能一定程度上滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。本文的研究工作將為基于多普勒雷達(dá)的冰雹識(shí)別的研究打下良好