雙偏振氣象雷達(dá)作為一種新型的天氣探測(cè)工具,能交替發(fā)射和接收水平與垂直偏振方向的電磁波,通過對(duì)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,可以提取出不同降水粒子的形狀、大小、空間取向及相態(tài)等信息,與傳統(tǒng)氣象雷達(dá)相比,在降水量的測(cè)量、降水粒子分類識(shí)別、災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)業(yè)務(wù)運(yùn)行的雙偏振氣象雷達(dá)多數(shù)應(yīng)用的是基于模糊邏輯的降水粒子分類方法,模糊邏輯算法存在一個(gè)很大的弊端就是其中大量的參數(shù)需要依賴專家經(jīng)驗(yàn)值確定。同時(shí)現(xiàn)有的降水粒子分類方法中對(duì)于不同的降水粒子使用單一隸屬度函數(shù)或者概率模型描述其分布情況,單一的模型預(yù)設(shè)會(huì)對(duì)降水粒子分類結(jié)果產(chǎn)生較大影響。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)可以從樣本中獲得知識(shí),并且無(wú)需進(jìn)行模型預(yù)設(shè),是目前不確定知識(shí)表達(dá)和推理領(lǐng)域最有效理論模型之一,已成功地應(yīng)用于機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、醫(yī)療診斷、大數(shù)據(jù)分析等多個(gè)領(lǐng)域。因此利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)研究雙偏振氣象雷達(dá)降水粒子分類方法具有重要的意義,本文主要內(nèi)容如下:針對(duì)現(xiàn)行傳統(tǒng)降水粒子分類算法存在過度依賴專家經(jīng)驗(yàn)值和單一模型假設(shè)會(huì)帶來(lái)誤差等問題,提出了一種基于離散屬性貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的雙偏振氣象雷達(dá)降水粒子分類算法。首先對(duì)雷達(dá)偏振參量進(jìn)行離散化處理,并基于此構(gòu)建訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)民航大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

美國(guó)本土NEXRAD雷達(dá)組網(wǎng)在20世紀(jì)80年代末，我國(guó)開始研究雙偏振雷達(dá)技術(shù)，第一部雙偏振雷達(dá)由中國(guó)科

中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文4助下，美方工程師到上海對(duì)位于上海南匯的WSR-88D雷達(dá)進(jìn)行雙偏振升級(jí)，使該雷達(dá)的硬件性能達(dá)到了美國(guó)WSR-88D雙偏振雷達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)。2015年，由北京敏視達(dá)雷達(dá)公司生產(chǎn)連州雷達(dá)是我國(guó)境內(nèi)首部S波段的雙偏振業(yè)務(wù)雷達(dá)，負(fù)責(zé)廣東省粵西北地區(qū)檢測(cè)任務(wù)。截至2018年初，廣東省先后通過新建、舊雷達(dá)升級(jí)的方式，在華南地區(qū)形成了雙偏振氣象雷達(dá)的組網(wǎng)觀測(cè)。截止2018年底中國(guó)新一代天氣雷達(dá)網(wǎng)如圖1-2所示。根據(jù)中國(guó)氣象局出臺(tái)的《氣象雷達(dá)發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃（2017-2020年）》[17]，截止2020年，全國(guó)新一代氣象雷達(dá)網(wǎng)進(jìn)一步優(yōu)化完善，其中東部和東南沿海由雙偏振氣象雷達(dá)網(wǎng)覆蓋，并使用X波段氣象雷達(dá)對(duì)新一代天氣雷達(dá)網(wǎng)的探測(cè)盲區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充觀測(cè)。圖1-2中國(guó)新一代天氣雷達(dá)組網(wǎng)1.2.2降水粒子分類研究現(xiàn)狀現(xiàn)有的降水粒子分類算法，主要是統(tǒng)計(jì)學(xué)領(lǐng)域的一些現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法與信號(hào)處理理論有機(jī)結(jié)合，形成的一套雷達(dá)數(shù)據(jù)的分析與計(jì)算理論。在國(guó)外，EcclesandAtlas(1973)通過判斷不同波長(zhǎng)雷達(dá)的回波信號(hào)比值在距離上積分的正負(fù)情況來(lái)判別不同降水粒子[18]，提出了利用雙波長(zhǎng)雷達(dá)區(qū)分不同降水粒子的方法；雙偏振雷達(dá)數(shù)據(jù)PRD(PolarimetricRadarData)于1986年第一次用到降水粒子分類中，Aydin等人用HZ和DRZ來(lái)對(duì)冰雹進(jìn)行識(shí)別[19]。在單偏振雷達(dá)時(shí)期，冰雹識(shí)別僅能對(duì)反射率因子設(shè)定閾值來(lái)粗略判斷，閾值一般取54dBZ，當(dāng)反射率大于這個(gè)閾值的時(shí)候可能存在冰雹，這種冰雹檢測(cè)方法非常不

中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文19前往美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NationalOceanicandAtmosphericAdministration,NOAA）官方網(wǎng)站，打開選擇雷達(dá)網(wǎng)址https://www.ncdc.noaa.gov/nexradinv/choosesite.jsp可以選擇通過地圖搜索、通過城市名稱搜索或者通過列表搜索找到KTLX雷達(dá)，網(wǎng)站提供完整的LevelⅡ和LevelⅢ的雷達(dá)數(shù)據(jù)集，可以打包下載。網(wǎng)站提供1991年至今的全部雷達(dá)數(shù)據(jù)，雷達(dá)數(shù)據(jù)包的時(shí)刻間隔為5分鐘。NOAA數(shù)據(jù)及日期選擇界面如下圖所示。圖2-4NOAA數(shù)據(jù)及日期選擇界面其中L3為L(zhǎng)evelⅢ簡(jiǎn)寫，[N0Q]表示的是0.5°仰角下雷達(dá)的長(zhǎng)程反射率高分辨率產(chǎn)品，雷達(dá)最大作用距離460km的數(shù)據(jù)。其中0為仰角代號(hào)，Q為反射率因子代號(hào)，下表給出幾種仰角和主要偏振參量產(chǎn)品的代號(hào)。表2.5仰角和主要偏振參量產(chǎn)品及其代號(hào)偏振參量代號(hào)仰角代號(hào)反射率因子Q0.5°0差分反射率因子X0.9°A差分相移率K1.5°1互相關(guān)系數(shù)C1.8°B分類結(jié)果H2.4°2融化層數(shù)據(jù)M3.4°3通過NOAA網(wǎng)站下載的數(shù)據(jù)僅能使用其提供的氣象雷達(dá)工具箱（NOAAWeatherand


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