強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴體方位及形態(tài)外推算法研究.pdf

1、強(qiáng)對(duì)流天氣指的是發(fā)生突然、變化劇烈、破壞力極強(qiáng),常伴有雷雨大風(fēng)、冰雹、龍卷風(fēng)、局部強(qiáng)降雨等強(qiáng)烈對(duì)流性災(zāi)害天氣。在多普勒天氣雷達(dá)反射率圖中,此類天氣狀況的發(fā)生與強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴單體的相關(guān)性顯著。在進(jìn)行強(qiáng)對(duì)流預(yù)報(bào)工作中,云團(tuán)的多普勒雷達(dá)反射率圖是十分重要的參考資料,當(dāng)前預(yù)報(bào)的主要模式也是基于對(duì)風(fēng)暴體運(yùn)動(dòng)變化的趨勢(shì)外推來進(jìn)行的。
　　為了在外推時(shí)盡可能的保留強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴單體多普勒雷達(dá)圖像結(jié)構(gòu)與形態(tài)信息,本文提出一種“分層-雙向膨脹-合并-旋轉(zhuǎn)”

2、(RDBCE)外推算法。該算法以VS2010 MFC和OpenCV為開發(fā)工具,綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺、圖像識(shí)別技術(shù)和氣象科學(xué)知識(shí),設(shè)計(jì)強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴單體的自動(dòng)識(shí)別和外推模型,主要工作可以分為以下幾個(gè)方面:
　　首先讀取相鄰時(shí)刻風(fēng)暴單體圖像,判斷出其位置偏移和角度偏移,根據(jù)強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴體的層次結(jié)構(gòu)特點(diǎn),將單體的彩色圖像分解成多幅二值圖像;對(duì)每幅圖像,識(shí)別出生長(zhǎng)區(qū)域和收縮區(qū)域;提出對(duì)生長(zhǎng)區(qū)域正膨脹和收縮區(qū)域反膨脹的雙向膨脹算法,解決圖像外輪廓凹

3、凸變化的外推;提出利用擬合橢圓長(zhǎng)軸方向變化解決跟蹤對(duì)象的旋轉(zhuǎn)信息并實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)外推;各外推子圖像合成后,恰當(dāng)?shù)匮永m(xù)了不同圖像區(qū)域的變化趨勢(shì),使結(jié)構(gòu)和形態(tài)信息得以保留。
　　對(duì)于多個(gè)單體交疊的大塊風(fēng)暴云團(tuán),該算法也設(shè)計(jì)了單體分別外推再融合到一起的模型,克服了傳統(tǒng)TREC算法中只考慮風(fēng)暴體整體及局部位移的不足,為多核風(fēng)暴云團(tuán)結(jié)構(gòu)及形態(tài)外推提出了新的思路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文外推圖像與真實(shí)圖像的幾個(gè)重要特征無顯著性差異。樣本的6分鐘外推圖像與