強對流風暴體方位及形態(tài)外推算法研究.pdf

1、強對流天氣指的是發(fā)生突然、變化劇烈、破壞力極強,常伴有雷雨大風、冰雹、龍卷風、局部強降雨等強烈對流性災害天氣。在多普勒天氣雷達反射率圖中,此類天氣狀況的發(fā)生與強對流風暴單體的相關性顯著。在進行強對流預報工作中,云團的多普勒雷達反射率圖是十分重要的參考資料,當前預報的主要模式也是基于對風暴體運動變化的趨勢外推來進行的。
　　為了在外推時盡可能的保留強對流風暴單體多普勒雷達圖像結構與形態(tài)信息,本文提出一種“分層-雙向膨脹-合并-旋轉”

2、(RDBCE)外推算法。該算法以VS2010 MFC和OpenCV為開發(fā)工具,綜合運用計算機視覺、圖像識別技術和氣象科學知識,設計強對流風暴單體的自動識別和外推模型,主要工作可以分為以下幾個方面:
　　首先讀取相鄰時刻風暴單體圖像,判斷出其位置偏移和角度偏移,根據(jù)強對流風暴體的層次結構特點,將單體的彩色圖像分解成多幅二值圖像;對每幅圖像,識別出生長區(qū)域和收縮區(qū)域;提出對生長區(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軸方向變化解決跟蹤對象的旋轉信息并實現(xiàn)旋轉外推;各外推子圖像合成后,恰當?shù)匮永m(xù)了不同圖像區(qū)域的變化趨勢,使結構和形態(tài)信息得以保留。
　　對于多個單體交疊的大塊風暴云團,該算法也設計了單體分別外推再融合到一起的模型,克服了傳統(tǒng)TREC算法中只考慮風暴體整體及局部位移的不足,為多核風暴云團結構及形態(tài)外推提出了新的思路。實驗結果表明,本文外推圖像與真實圖像的幾個重要特征無顯著性差異。樣本的6分鐘外推圖像與