基于多普勒雷達圖像的風(fēng)暴運動分析.pdf

1、近年來，由于溫室效應(yīng)的影響，雷暴、冰雹和龍卷風(fēng)等劇烈變化天氣頻繁發(fā)生，已對人們的生產(chǎn)和生活造成嚴重危害，而采用現(xiàn)代計算機技術(shù)和信息處理技術(shù)建立的多普勒雷達預(yù)警系統(tǒng)是對災(zāi)害性天氣進行準確的檢測、分析和預(yù)報的最有效的手段。因此，我國目前已在災(zāi)害性天氣頻發(fā)地區(qū)建立了該預(yù)警系統(tǒng)，并在實際的應(yīng)用中積累經(jīng)驗，不斷提高預(yù)報準確率水平，而這一工作中的關(guān)鍵技術(shù)就是研究探索風(fēng)暴運動過程中多普勒雷達圖像的數(shù)據(jù)處理和算法優(yōu)化。 本文基于計算機視覺理論，

2、首次將運動估計中的光流法用于雷達圖像中風(fēng)暴運動的矢量場分析；同時首次將曲線演化理論中的level set方法用于風(fēng)暴輪廓的追蹤分析。 在對京津地區(qū)雷達站五年觀測數(shù)據(jù)分析處理后，本文選取多個典型個例，作為上述方法的實驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時在Windows環(huán)境下，以VC++為開發(fā)平臺，實現(xiàn)了所有的算法的優(yōu)化與實驗。 在采用光流法進行分析時，本文通過實驗確定了光流法中不同的算法在分析雷達圖像運動矢量場時所需要的最佳參數(shù)，這些算法主要

3、是匹配法、全局平滑約束法和局部平滑約束法，同時采用分塊插值的方法對局部平滑約束法進行了改進，明顯的提高了運算的速度。對三種方法所生成的矢量場本文也進行了對比分析，實驗表明，局部平滑約束法在平滑性和準確性方面效果更好。最后，采用一種改進的外推預(yù)報法和列聯(lián)表評價對上述三種方法進行了定性對比和定量分析，結(jié)果也表明，局部平滑約束法要優(yōu)于其他方法。 在采用level set方法進行分析時，本文利用鏈碼、插值的方法解決了曲線(邊界)在演化后