基于計算幾何法改進風暴識別及其三維顯示.pdf

1、多普勒天氣雷達探測資料時空分辨率高，是氣象業(yè)務中探測強風暴并對其進行臨近預報的重要工具之一，能對大多數(shù)風暴發(fā)展過程進行實時追蹤。在氣象業(yè)務中已較為廣泛應用的方法有風暴質(zhì)心追蹤法(Storm Cell Identification andTracking Algorithm)和風暴廓線追蹤法(Thunder storm Identification，Tracking，Analysis and Nowcasting)，已經(jīng)取得了顯著效果。目

2、前上述方法對于風暴的生消機制，特別是對風暴單體的合并或分裂未給予充分的考慮，一定程度上影響了預報效果。
　　 本文在前述風暴自動識別的基礎上，利用計算幾何的凸殼算法計算出風暴廓線對應的凸殼，對凸殼上的每條邊搜索對應廓線上的點，使得該點到凸殼邊的距離最大，記錄該距離值K，表征風暴廓線的凹陷程度。然后利用Delaunay三角剖分將風暴廓線剖分成三角形網(wǎng)，對每個三角形內(nèi)部求出其平均反射率強度值avgZ和表征三角形區(qū)域內(nèi)風暴形態(tài)寬窄程度

3、的H值，通過上述三個指標來判斷風暴帶合并或分裂，對判斷風暴的發(fā)展趨勢提供有效的追蹤參數(shù)。并通過個例對該方法進行評價，結果表明可以識別出風暴的合并或分裂。本文第二部分在圖形顯示卡發(fā)展迅速的硬件背景下，利用openGL和GPU編程的方法實現(xiàn)了雷達數(shù)據(jù)的三維顯示。首先對自動識別出來的風暴利用三維插值后的體掃資料生成三維紋理，然后利用著色器編程實現(xiàn)光線投射算法中的顏色采樣、合成。最后將顏色合成后的三維圖形顯示在屏幕上。結果表明該算法能夠較好地反