基于雷達(dá)回波反射率圖的冰雹識(shí)別系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文工作是"冰雹云自動(dòng)識(shí)別預(yù)警系統(tǒng)的研究"這一項(xiàng)目的重要組成部分,該項(xiàng)目為實(shí)驗(yàn)室與天津市氣象局合作. 冰雹是氣象災(zāi)害的主要災(zāi)害之一.冰雹云發(fā)生發(fā)展具有突發(fā)性,移動(dòng)迅速,生命史短等特點(diǎn),這些特點(diǎn)使人工預(yù)報(bào)冰雹非常困難.因此基于多普勒雷達(dá)的冰雹云的自動(dòng)識(shí)別的研究成為強(qiáng)對(duì)流天氣跟蹤監(jiān)測(cè)的重點(diǎn),并受到有關(guān)部門的高度重視.從目前的資料看,基于圖像的冰雹預(yù)報(bào)的研究正處于探索階段,因此本課題具有很高的研究?jī)r(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義. 本文主要從冰

2、雹云的統(tǒng)計(jì)特征(即基本反射率因子)、形態(tài)特征(鉤狀回波)兩個(gè)方面進(jìn)行識(shí)別.下面描述一下兩個(gè)方面所做的工作. (1)在統(tǒng)計(jì)特征方面,首先從回波反射率因子大小方面入手,根據(jù)彩色圖像的色彩原理對(duì)初始的回波反射率圖進(jìn)行濾波,并采用了邊緣檢測(cè)方法提取出了原圖(基本反射率因子圖)中的可能產(chǎn)生冰雹的云團(tuán).在選擇形態(tài)學(xué)算子的過程中,借鑒冰雹云多呈橢圓形的經(jīng)驗(yàn),選擇了橢圓形的算子,很好地實(shí)現(xiàn)了冰雹云團(tuán)的提取. (2)在第一步的基礎(chǔ)上,根據(jù)

3、預(yù)報(bào)員預(yù)報(bào)的經(jīng)驗(yàn)(即雹云的徑向梯度一般比較大)以及雷達(dá)識(shí)別冰雹云與暴雨的方法,創(chuàng)新地提出了雹云密度這一概念,即在圖像上檢測(cè)云團(tuán)的密度.利用云團(tuán)密度概念能較好的區(qū)分冰雹云與暴雨云.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明算法在一定程度上實(shí)現(xiàn)了冰雹云的識(shí)別,也符合預(yù)報(bào)員的經(jīng)驗(yàn). (3)在上一步檢測(cè)到冰雹云的基礎(chǔ)上,對(duì)其進(jìn)行Hough直線檢測(cè),以及直線交點(diǎn)檢測(cè),以識(shí)別其鉤狀特征.試驗(yàn)結(jié)果表明,算法能檢測(cè)出比較明顯的鉤狀回波.對(duì)一些不太明顯的鉤狀回波則通過檢測(cè)是否