基于雷達回波反射率圖的冰雹識別系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文工作是"冰雹云自動識別預(yù)警系統(tǒng)的研究"這一項目的重要組成部分,該項目為實驗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,移動迅速,生命史短等特點,這些特點使人工預(yù)報冰雹非常困難.因此基于多普勒雷達的冰雹云的自動識別的研究成為強對流天氣跟蹤監(jiān)測的重點,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)報的研究正處于探索階段,因此本課題具有很高的研究價值和現(xiàn)實意義. 本文主要從冰

2、雹云的統(tǒng)計特征(即基本反射率因子)、形態(tài)特征(鉤狀回波)兩個方面進行識別.下面描述一下兩個方面所做的工作. (1)在統(tǒng)計特征方面,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初始的回波反射率圖進行濾波,并采用了邊緣檢測方法提取出了原圖(基本反射率因子圖)中的可能產(chǎn)生冰雹的云團.在選擇形態(tài)學算子的過程中,借鑒冰雹云多呈橢圓形的經(jīng)驗,選擇了橢圓形的算子,很好地實現(xiàn)了冰雹云團的提取. (2)在第一步的基礎(chǔ)上,根據(jù)

3、預(yù)報員預(yù)報的經(jīng)驗(即雹云的徑向梯度一般比較大)以及雷達識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,即在圖像上檢測云團的密度.利用云團密度概念能較好的區(qū)分冰雹云與暴雨云.實驗結(jié)果表明算法在一定程度上實現(xiàn)了冰雹云的識別,也符合預(yù)報員的經(jīng)驗. (3)在上一步檢測到冰雹云的基礎(chǔ)上,對其進行Hough直線檢測,以及直線交點檢測,以識別其鉤狀特征.試驗結(jié)果表明,算法能檢測出比較明顯的鉤狀回波.對一些不太明顯的鉤狀回波則通過檢測是否