基于計算幾何法改進(jìn)風(fēng)暴識別及其三維顯示.pdf

1、多普勒天氣雷達(dá)探測資料時空分辨率高，是氣象業(yè)務(wù)中探測強(qiáng)風(fēng)暴并對其進(jìn)行臨近預(yù)報的重要工具之一，能對大多數(shù)風(fēng)暴發(fā)展過程進(jìn)行實(shí)時追蹤。在氣象業(yè)務(wù)中已較為廣泛應(yīng)用的方法有風(fēng)暴質(zhì)心追蹤法(Storm Cell Identification andTracking Algorithm)和風(fēng)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(fēng)暴的生消機(jī)制，特別是對風(fēng)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(yù)報效果。
　　 本文在前述風(fēng)暴自動識別的基礎(chǔ)上，利用計算幾何的凸殼算法計算出風(fēng)暴廓線對應(yīng)的凸殼，對凸殼上的每條邊搜索對應(yīng)廓線上的點(diǎn)，使得該點(diǎn)到凸殼邊的距離最大，記錄該距離值K，表征風(fēng)暴廓線的凹陷程度。然后利用Delaunay三角剖分將風(fēng)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(qiáng)度值avgZ和表征三角形區(qū)域內(nèi)風(fēng)暴形態(tài)寬窄程度

3、的H值，通過上述三個指標(biāo)來判斷風(fēng)暴帶合并或分裂，對判斷風(fēng)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(jìn)行評價，結(jié)果表明可以識別出風(fēng)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(shí)現(xiàn)了雷達(dá)數(shù)據(jù)的三維顯示。首先對自動識別出來的風(fēng)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(shí)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(jié)果表明該算法能夠較好地反