文档介绍：摘要气象雷达原始回波数据是雷达获取的原始资料,不仅可以用来检验雷达产品算法的准确性,而且反映了大气层动态变化的信息,是科学研究的宝贵资料。但随着气象雷达使用频率不断提高,使用范围不断扩大,雷达原始回波数据量巨增,因此对雷达原始回波进行无损数据压缩是非常有意义的。本文主要针对气象雷达原始回波数据的特点,设计相应的无损数据压缩算法。首先,对气象雷达原始回波数据进行无损压缩研究的意义进行了综述,并对其研究概况进行了总结。然后,重点介绍了三类无损数据压缩算法的原理,包括:基于统计模型的压缩算法、基于字典模型的压缩算法以及文本数据压缩算法。其次,从统计分布和相关特性两个方面对实测雷达原始回波数据的特点进行了分析。接着,根据雷达原始回波数据的统计特性,并针对其存储类型的特点,设计了三类无损数据压缩算法。第一类,文本类型数据的压缩算法。包括:位图压缩压缩算法、半字节压缩压缩算法和位图压缩胱纸谘顾顾跛惴ā第二类,二进制类型数据的压缩算法。包括:双顾跛惴ā⑽煌佳缩压缩算法以及兄档乃煌佳顾双顾跛惴āF渲形图压缩压缩算法又派生出四种混合压缩算法,即:位图压缩压缩算法、位图压缩獺压缩算法、双位图压缩压缩算法以及双位图压缩獺压缩算法。第三类,转换处理后数据的压缩算法。包括:阙值为一幕旌涎顾跛惴ê阈值为的混合压缩算法。最后,采用设计的压缩算法对实测的雷达原始回波数据在肪诚陆醒顾和解压实验,并从压缩因子、压缩时间及解压时间三个方面,与几种通用压缩算法及压缩软件行了比较。实验结果表明,设计的压缩算法中有炙惴ǖ难顾跣能都优于通用压缩算法和软件。从而说明,采用本文设计的混合压缩算法对气象雷达原始回波数据进行无损压缩是非常有效的。关键词:实测雷达原始回波数据,无损数据压缩,混合压缩算法,阙值
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:叫年千月』日日期:西年千月日独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明。骸本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑导师签名:确的说明并表示谢意。签名:
第一章绪论本课题的研究意义气象雷达原始回波数据是天气分析的宝贵原始资料,数据压缩技术应用于气象雷达原始回波的存储过程中,将大量宝贵的气象雷达原始回波数据存储下来对天气的预测、分析有突出的意义。特别是将灾害天气发生前以及发生过程中的雷达回波数据记录存储下来,对灾害天气的科学研究有重要意义。随着计算机技术的飞速发展,数据压缩作为解决海量信息存储和传输的支撑技术受到人们的极大重视,对数据压缩算法的研究也不仅局限于信息论中有关信源编码的范畴,数字图象信号、语音信号的分析、处理技术被大量引入到相关研究领域。正是由于数据压缩技术的重大发展,计算机在语音处理、图象处理、数据存储及数字通讯等方面的应用也取得了令人瞩目的成就。随着我国多普勒天气雷达网建设的深入发展,雷达气象产品系统开发和资料应用越来越迫切。多普勒天气雷达系统获取并处理记录的数据分霾愦翁峁第闶悄D庑藕牛层是数字基本资料即天气雷达原始回波数据,第层是产品。第隳D庑藕鸥嗟挠τ糜诰咛骞こ萄芯恐校蒲а芯恐惺褂米疃的是第愫偷层资料。虽然第阕柿鲜看螅系层产品资料对于研究更有意义。利用该层资料,不仅可以检验产生第层产品的算法的准确性,还可以获得更为详细了解天气过程的机会,所以该层资料对于科研非常宝贵。气象雷达原始回波数据包含了大气层云雨生消演变过程的动态信息,反映了云雨的变化轨迹,这些正是自然长年累月不断演变的痕迹。痕迹的生消是瞬间、不可逆不可重复的,因此保存含有这些信息的雷达原始回波数据对于研究大自然的演变规律尤为重要。雷达原始回波数据的数据量多、文件大,每个雷达数据文件大约有,按每五分钟产生一个体扫的雷达原始回波数据文件【,一天小时连续运行计算,每天将有近隼状镌蓟夭ㄊ菸募桑枵冀拇娲⒖占洌な奔浜雷达原始回波数据的存储量势必增大,为了在计算机内存储尽量多的原始回波数据信息,可以对这些雷达原始回波数据进行无损数据压缩。
国内外研究现状气象雷达原始回波数据对预测和分析天气具有非常重大的意义,需要有效的存储管理