雙偏振雷達反射率因子數據質量控制及在拼圖中的應用
發(fā)布時間：2021-01-02 15:26
雷達是目前唯一可能準確描述對流尺度降水現象的觀測系統(tǒng),充分利用多普勒雷達探測資料,提取、利用有意義的氣象信息,對于災害性天氣的預報、預警有著重要的價值,也是進行臨近預報的最主要參考資料來源。但是,多普勒天氣雷達在探測過程中資料不可避免的受到波束阻擋、電磁波衰減和地物雜波的干擾,導致雷達數據出現質量問題,影響雷達數據的定量使用。因此研究雷達資料出現的各種質量問題就有了重要的科學意義和實際意義,如何進行相關回波的識別和訂正,提高雷達的數據質量,是本文研究的關鍵。本文主要是進行波束阻擋的識別和訂正、地物雜波的識別和剔除以及電磁波衰減訂正三個方面的研究,主要內容概括如下:（1）根據雷達觀測數據的空間相關性,提出了不依賴于高精度數字高程模型的波束阻擋識別和訂正算法,可以方便地用于天氣雷達反射率因子的阻擋識別和訂正。對于部分阻擋或小范圍完全阻擋造成的回波數據不準確情況,先進行阻擋識別,再進行線性插值處理,實現對阻擋數據的訂正。選擇NUIST-CDP雷達三次不同類型降水數據進行算法驗證,結果表明:利用本文的算法,可以有效地對阻擋數據進行訂正,提高了雷達數據質量。（2）針對雷達資料中出現的地物雜波,分...
【文章來源】：南京信息工程大學江蘇省
【文章頁數】：65 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．１雷達２４ｋｍ處方位角－回波強度廓線??地物引起的阻擋總是出現在低仰角和近距離處，為了識別阻擋，以最低仰角ｐｐｉ、距??
（ａ、ｂ為實測回波，仰角分別為０．４３。和１．５４。；?ｃ為阻擋識別結果，ｄ為訂正后回波）??２．４．２個例２－有零度層亮帶的情況??選�。危眨桑樱裕茫模械模玻埃保茨辏保霸拢玻溉眨玻皶r５４分（ＵＴＣ）體掃資料，根據圖２．３可以判斷??出，這是大范圍的層狀云降水，并伴有零度層亮帶出現。與個例１不同的是，該回波充滿??整個雷達探測區(qū)域，強度主要分布在１５－３５ｄＢＺ之間，較為均勻。圖２．３ａ和２．３ｂ分別是仰??角為０．５４度、１．４５度的原始回波情況，圖２．３ｃ為阻擋方位的識別結果，圖２．３ｄ為插值訂正??后回波圖。該個例的識別閾值為Ｒ＝６０ｋｍ，Ｚｍａｘ＝６ｄＢＺ，?Ｎ＝１５０。從圖２．３ｃ可以發(fā)現，識??別結果和降雪個例圖２．２ｃ的結果稍有不同，算法識別出圖２．３ｃ中３２１．７度方位角阻擋，而??沒有識別出６２．０、６３．６－６４．２和１５９．８度方位角阻擋。因每個時刻回波強度不同、識別閾值??選擇有差異、并且天線定位有誤差，造成了識別結果有細微差異。實際上，沒有被識別??的阻擋方位６２．０、６３．６－６４．２和１５９．８度，阻擋所造成的誤差也較小。６０度方位、６０公里外??的“空缺”是“無降水”區(qū)域
（ａ、ｂ為實測回波，仰角分別為０．５４°和丨．４５°；?ｃ為阻擋識別結果，ｄ為訂正后回波）??２．４．３個例３－層狀云降水、無零度層亮帶??選�。危眨桑樱裕茫模械模玻埃保的辏埃对拢埃踩眨埃窌r０１分（ＵＴＣ）體掃數據，回波如圖２．４所示，??圖２．４ａ和２．４ｂ均為原始Ｎ波，仰用分別為０．５４度和丨．４５度，閿２．４ｃ為附擋方位的識別結果，??圖２．４ｄ為插值訂正后Ｎ波圖。該個例回波強度＋均勻，冚達附近回波較強，遠距離處回??波較弱。識別閾值設為Ｒ＝６０ｋｍ，?Ｚｍａｘ＝６ｄＢＺ，?Ｎ＝２００。比較圖２．２ｃ、２．３ｃ和２．４ｃ發(fā)現，算??法識別出圖２．４ｃ中２８１．８和３２８．８度方位處波束阻擋，而２．２ｃ和２．３ｃ中沒有，同時在４２．６和??５２．３度方位處識別出的阻擋范圍變小，其他阻擋識別情況與圖２．２ｃ和２．３ｃ相同。三個個例??中的波束阻擋方位基本都被識別出來
【參考文獻】：
期刊論文
[1]X波段雙偏振雷達資料的質量控制方法對比研究[J]. 伍魏,周筠珺,李曉敏,翟麗. 成都信息工程大學學報. 2017(01)
[2]C波段雷達反射率因子衰減訂正的軟件設計[J]. 鄭曉慶,史萬里. 信息系統(tǒng)工程. 2016(12)
[3]暴雨過程中天氣雷達強度與衰減關系的研究[J]. 張鵬,李兆明,薛楊,宋堃. 遙感技術與應用. 2016(06)
[4]X波段雙線偏振雷達反射率不同衰減訂正法對比分析[J]. 王晗,史朝,滕玉鵬. 成都信息工程大學學報. 2016(04)
[5]多部X波段天氣雷達測量偏差分布及組網拼圖結果分析[J]. 吳翀,劉黎平,吳海濤. 高原氣象. 2016(03)
[6]C波段偏振雷達數據預處理及在降水估計中的應用[J]. 魏慶,胡志群,劉黎平,吳林林. 高原氣象. 2016(01)
[7]陜西新一代天氣雷達數據質量控制[J]. 黃勤,龍亞星,任芳. 陜西氣象. 2016(01)
[8]CINRAD/SC新一代天氣雷達回波地物檢測與校正方法探討[J]. 劉娟. 氣象. 2015(10)
[9]雙偏振雷達差分傳播相移質量控制的一種新方法——線性擬合-遞推法[J]. 孫躍,肖輝,馮亮,楊慧玲,陳程,周筠珺. 成都信息工程學院學報. 2015(05)
[10]用雷達反演資料診斷江蘇地區(qū)一次暴雨過程[J]. 陳曦,徐芬,王振會,蔣義芳. 氣象科學. 2015(05)
本文編號：2953153
【文章來源】：南京信息工程大學江蘇省
【文章頁數】：65 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．１雷達２４ｋｍ處方位角－回波強度廓線??地物引起的阻擋總是出現在低仰角和近距離處，為了識別阻擋，以最低仰角ｐｐｉ、距??
（ａ、ｂ為實測回波，仰角分別為０．４３。和１．５４。；?ｃ為阻擋識別結果，ｄ為訂正后回波）??２．４．２個例２－有零度層亮帶的情況??選�。危眨桑樱裕茫模械模玻埃保茨辏保霸拢玻溉眨玻皶r５４分（ＵＴＣ）體掃資料，根據圖２．３可以判斷??出，這是大范圍的層狀云降水，并伴有零度層亮帶出現。與個例１不同的是，該回波充滿??整個雷達探測區(qū)域，強度主要分布在１５－３５ｄＢＺ之間，較為均勻。圖２．３ａ和２．３ｂ分別是仰??角為０．５４度、１．４５度的原始回波情況，圖２．３ｃ為阻擋方位的識別結果，圖２．３ｄ為插值訂正??后回波圖。該個例的識別閾值為Ｒ＝６０ｋｍ，Ｚｍａｘ＝６ｄＢＺ，?Ｎ＝１５０。從圖２．３ｃ可以發(fā)現，識??別結果和降雪個例圖２．２ｃ的結果稍有不同，算法識別出圖２．３ｃ中３２１．７度方位角阻擋，而??沒有識別出６２．０、６３．６－６４．２和１５９．８度方位角阻擋。因每個時刻回波強度不同、識別閾值??選擇有差異、并且天線定位有誤差，造成了識別結果有細微差異。實際上，沒有被識別??的阻擋方位６２．０、６３．６－６４．２和１５９．８度，阻擋所造成的誤差也較小。６０度方位、６０公里外??的“空缺”是“無降水”區(qū)域
（ａ、ｂ為實測回波，仰角分別為０．５４°和丨．４５°；?ｃ為阻擋識別結果，ｄ為訂正后回波）??２．４．３個例３－層狀云降水、無零度層亮帶??選�。危眨桑樱裕茫模械模玻埃保的辏埃对拢埃踩眨埃窌r０１分（ＵＴＣ）體掃數據，回波如圖２．４所示，??圖２．４ａ和２．４ｂ均為原始Ｎ波，仰用分別為０．５４度和丨．４５度，閿２．４ｃ為附擋方位的識別結果，??圖２．４ｄ為插值訂正后Ｎ波圖。該個例回波強度＋均勻，冚達附近回波較強，遠距離處回??波較弱。識別閾值設為Ｒ＝６０ｋｍ，?Ｚｍａｘ＝６ｄＢＺ，?Ｎ＝２００。比較圖２．２ｃ、２．３ｃ和２．４ｃ發(fā)現，算??法識別出圖２．４ｃ中２８１．８和３２８．８度方位處波束阻擋，而２．２ｃ和２．３ｃ中沒有，同時在４２．６和??５２．３度方位處識別出的阻擋范圍變小，其他阻擋識別情況與圖２．２ｃ和２．３ｃ相同。三個個例??中的波束阻擋方位基本都被識別出來
【參考文獻】：
期刊論文
[1]X波段雙偏振雷達資料的質量控制方法對比研究[J]. 伍魏,周筠珺,李曉敏,翟麗. 成都信息工程大學學報. 2017(01)
[2]C波段雷達反射率因子衰減訂正的軟件設計[J]. 鄭曉慶,史萬里. 信息系統(tǒng)工程. 2016(12)
[3]暴雨過程中天氣雷達強度與衰減關系的研究[J]. 張鵬,李兆明,薛楊,宋堃. 遙感技術與應用. 2016(06)
[4]X波段雙線偏振雷達反射率不同衰減訂正法對比分析[J]. 王晗,史朝,滕玉鵬. 成都信息工程大學學報. 2016(04)
[5]多部X波段天氣雷達測量偏差分布及組網拼圖結果分析[J]. 吳翀,劉黎平,吳海濤. 高原氣象. 2016(03)
[6]C波段偏振雷達數據預處理及在降水估計中的應用[J]. 魏慶,胡志群,劉黎平,吳林林. 高原氣象. 2016(01)
[7]陜西新一代天氣雷達數據質量控制[J]. 黃勤,龍亞星,任芳. 陜西氣象. 2016(01)
[8]CINRAD/SC新一代天氣雷達回波地物檢測與校正方法探討[J]. 劉娟. 氣象. 2015(10)
[9]雙偏振雷達差分傳播相移質量控制的一種新方法——線性擬合-遞推法[J]. 孫躍,肖輝,馮亮,楊慧玲,陳程,周筠珺. 成都信息工程學院學報. 2015(05)
[10]用雷達反演資料診斷江蘇地區(qū)一次暴雨過程[J]. 陳曦,徐芬,王振會,蔣義芳. 氣象科學. 2015(05)
本文編號：2953153
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