文档介绍：计算机应用论文范文：基于雷达产品基数据计算机反算技术研究
摘 要: 新一代多普勒天气雷达是日常气象业务预报中不可或缺工具。不过,新一代多普勒雷达现在相对来说只覆盖了全国有代表性少数大中城市,尤其对于西部来说,雷达布点密度低已经成为影响当地研究和业务工作一个关键原因。对于全国大部分地域,因为缺乏雷达基数据,只能依靠业已形成雷达产品进行业务应用,无法结合当地局地条件进行相适合雷达产品开发,这也很大程度限制了雷达应用效果。本研究结合数字图像处理技术,对雷达产品RGB图进行处理和反算,比较正确得到了相对于该产品雷达基数据。而且开发了反算雷达基数据业务化平台,对 8月9日11时16分合肥多普勒雷达强度产品进行反算,得到了很好效果。
关键词: 气象雷达;基数据;数字图像处理;反算
引言
新一代天气雷达系统建设是中国20世纪末二十一世纪初一项跨世纪气象现代化工程,含有重大意义和深远影响,多普勒天气雷达对于强天气探测和预警有着关键意义。依据新一代天气雷达布点标准,在中国沿海和多强降水地域布署S波段雷达,在中国强对流天气发生频繁和经济比较发达中部地域,布署C波段雷达,其它地域仅在省会和部分需要关键监测大城市布署多普勒雷达。这种布点方法综合考虑了经济,网点代表性等各方面原因,使得现在天气雷达业务使用效果得到了很好验证和提升。不过,考虑到网络传输,信号可靠性和计算机性能等各方面原因,雷达基数据后续处理只是停留在已经建立了雷达站市一级气象局,其它各地只能经过已经处理好雷达产品对当地气象情况进行监测和评定,这阻碍了雷达产品开发和应用局地化,限制了雷达产品效率。一样,对于各个高校和研究机构而言,雷达基数据是进行雷达研究基础,因为获取雷达基数据困难,造成了研究不方便,在一定程度上妨碍了研究进展。现在尚无该方面行之有效处理方法。本文结合数字图像处理技术,对网络上截取雷达产品生成图进行代数运算,反算出需要雷达基数据,利用该基数据能够进行符合当地条件二次产品开发,或利用PUP进行更多个产品显示,提升了天气雷达在部分没有雷达站地域使用效率。
1数字图像基础
图像时由“照射源”和形成图像“场景”元素对能量反射或吸收相结合而产生。对于天气雷达系统来说“,照射源”是雷达发射电磁辐射“,场景”元素则是对电磁波进行反射气象目标物,天气雷达成像系统获取了场景反射能量以后,经过一系列计算处理,将其映射到图像平面,经过采样,量化,和数据二次处理后即得到了计算机屏幕上显示出雷达产品图像如PPI,RHI,VAD等等。
通常来说,数字图像包含二值图,索引图,灰度图和RGB图四种类型。通常来说,从计算机上看到雷达产品图像属于RGB图像。含有R(红色),G(绿色),B(蓝色)三个颜色通道,每个颜色通道值在0到255之间改变。在雷达产品图中,每个像素由1
×3像素向量来表示,每一列向量分别表示R值,G值和B值。比如说,对于方位角为30度,距离为100公里某个探测单元,假若其强度是5dBZ,则其强度产品图RGB索引(依据PUP应该是(15,255,15),索引坐标和其方位角和距离相对应。
2雷达产品图获取和预处理
现在全国雷达站多种产品图(包含基础反射率,组合反射率,液态水含量和多普勒速度等)均能够在中国气象局网站上获取。另外,各个省局或有雷达站市局业务平台也能够获取该地常见雷达产品