基于傅里葉譜分析原理的雷達數(shù)據(jù)插值及其效果對比分析
發(fā)布時間:2021-10-05 14:44
本文提出一種基于傅里葉譜分析原理的天氣雷達回波強度圖像插值方法(簡稱“傅里葉插值法”)。能在分析雷達回波時通過內(nèi)插計算來顯示出適當距離處具有波動特征、產(chǎn)生對流性降水的“積狀云”由于波束展寬、分辨率下降導致雷達探測不到的強回波中心,為進一步精確識別強回波中心位置和強度提供參考。以一維傅里葉譜分析法為理論基礎,詳細描述了該方法對天氣雷達回波圖像插值的具體算法步驟!案道锶~插值法”的本質(zhì)是利用傅里葉譜分析獲得產(chǎn)生對流性降水的積狀云回波強度時空變化的譜特征并進一步用于觀測數(shù)據(jù)離散點擬合、再進行重采樣;2015年4月28日江蘇的一次颮線過程的雷達實測資料,建立雷達圖像模擬公式,并模擬了同一時次不同分辨率的雷達PPI回波分布,分別用傅里葉插值法和雙線性插值法對低分辨率雷達圖進行插值處理,再與高分辨率雷達圖進行對比分析。結(jié)果表明,傅里葉插值法能插值出由于低分辨率雷達探測不到、但確實存在的強回波中心點,對比雙線性插值法,其插值得到的強回波中心點的位置和強度都更加接近于高分辨率雷達圖,且整體誤差更小。以福州和南京SA雷達探測到的臺風和大暴雨回波為個例,對比傅里葉插值法和雙線性插值法對低仰角雷達回波圖...
【文章來源】:南京信息工程大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 研究目的與意義
1.2 國內(nèi)外研究進展
1.2.1 天氣雷達插值方法研究進展
1.2.2 譜分析方法的發(fā)展
1.3 本文主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排
第二章 傅里葉譜分析理論與插值算法描述
2.1 傅里葉譜分析理論簡介
2.2 雷達PPI數(shù)據(jù)的傅里葉插值算法
2.3 直角坐標系下的雷達數(shù)據(jù)傅里葉插值算法
2.4 傳統(tǒng)的雙線性插值算法
2.5 本章小結(jié)
第三章 傅里葉插值法模擬計算與分析
3.1 針對颮線個例的雷達PPI圖像模擬
3.1.1 模擬公式
3.1.2 模擬圖像
3.2 傅里葉插值法效果及誤差分析
3.3 強回波范圍對比
3.4 強回波中心位置及強度對比
3.5 本章小結(jié)
第四章 傅里葉插值法的實例分析
4.1 天氣雷達徑向數(shù)據(jù)實例分析
4.2 天氣雷達低仰角PPI數(shù)據(jù)實例分析
4.2.1 個例一
4.2.2 個例二
4.3 本章小結(jié)
第五章 基于傅里葉插值法的坐標變換效果對比分析
5.1 天氣雷達掃描方式及空間分辨率
5.2 雷達低仰角PPI數(shù)據(jù)坐標變換
5.2.1 理論與方法
5.2.2 個例分析
5.3 三維格點化插值方法對比
5.3.1 插值計算方法
5.3.2 個例分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 本文的主要內(nèi)容及結(jié)論
6.2 本文的創(chuàng)新點
6.3 工作展望
參考文獻
致謝
作者簡介
【參考文獻】:
期刊論文
[1]星載雷達與地基雷達數(shù)據(jù)的個例對比分析[J]. 王振會,李圣殷,戴建華,李南. 高原氣象. 2015(03)
[2]臺風“莫拉克”登陸過程的閃電活動與雷達回波特征[J]. 溫穎,趙陽,趙果,孔祥貞. 高原氣象. 2015(03)
[3]新一代天氣雷達三維組網(wǎng)產(chǎn)品在人工防雹的應用[J]. 段藝萍,劉壽東,劉黎平,馬建立,葉小峰,王冠華. 高原氣象. 2014(05)
[4]基于雷達組網(wǎng)拼圖的定量降水估測算法業(yè)務應用及效果評估[J]. 勾亞彬,劉黎平,楊杰,吳翀. 氣象學報. 2014(04)
[5]多普勒雷達資料的網(wǎng)格化研究[J]. 鄒海波,單九生,鄧詩茹. 氣象與減災研究. 2014(02)
[6]隴東南地區(qū)短時強降水的雷達回波特征及其降水反演[J]. 張之賢,張強,趙慶云,孫蕓,張立陽. 高原氣象. 2014(02)
[7]新一代天氣雷達災害性天氣監(jiān)測能力分析及未來發(fā)展[J]. 李柏,古慶同,李瑞義,曹俊武,王旭. 氣象. 2013(03)
[8]基于雷達回波拼圖資料的風暴單體和中尺度對流系統(tǒng)識別、跟蹤及預報技術[J]. 楊吉,劉黎平,李國平,王改利,何會中. 氣象學報. 2012(06)
[9]氣候變暖背景下的極端天氣氣候事件與防災減災[J]. 翟盤茂,劉靜. 中國工程科學. 2012(09)
[10]大氣電場的FFT頻譜分析及雷暴預報研究[J]. 李穎,王振會,肖穩(wěn)安,曾慶鋒,楊天琦. 氣象科學. 2013(01)
本文編號:3419958
【文章來源】:南京信息工程大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 研究目的與意義
1.2 國內(nèi)外研究進展
1.2.1 天氣雷達插值方法研究進展
1.2.2 譜分析方法的發(fā)展
1.3 本文主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排
第二章 傅里葉譜分析理論與插值算法描述
2.1 傅里葉譜分析理論簡介
2.2 雷達PPI數(shù)據(jù)的傅里葉插值算法
2.3 直角坐標系下的雷達數(shù)據(jù)傅里葉插值算法
2.4 傳統(tǒng)的雙線性插值算法
2.5 本章小結(jié)
第三章 傅里葉插值法模擬計算與分析
3.1 針對颮線個例的雷達PPI圖像模擬
3.1.1 模擬公式
3.1.2 模擬圖像
3.2 傅里葉插值法效果及誤差分析
3.3 強回波范圍對比
3.4 強回波中心位置及強度對比
3.5 本章小結(jié)
第四章 傅里葉插值法的實例分析
4.1 天氣雷達徑向數(shù)據(jù)實例分析
4.2 天氣雷達低仰角PPI數(shù)據(jù)實例分析
4.2.1 個例一
4.2.2 個例二
4.3 本章小結(jié)
第五章 基于傅里葉插值法的坐標變換效果對比分析
5.1 天氣雷達掃描方式及空間分辨率
5.2 雷達低仰角PPI數(shù)據(jù)坐標變換
5.2.1 理論與方法
5.2.2 個例分析
5.3 三維格點化插值方法對比
5.3.1 插值計算方法
5.3.2 個例分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 本文的主要內(nèi)容及結(jié)論
6.2 本文的創(chuàng)新點
6.3 工作展望
參考文獻
致謝
作者簡介
【參考文獻】:
期刊論文
[1]星載雷達與地基雷達數(shù)據(jù)的個例對比分析[J]. 王振會,李圣殷,戴建華,李南. 高原氣象. 2015(03)
[2]臺風“莫拉克”登陸過程的閃電活動與雷達回波特征[J]. 溫穎,趙陽,趙果,孔祥貞. 高原氣象. 2015(03)
[3]新一代天氣雷達三維組網(wǎng)產(chǎn)品在人工防雹的應用[J]. 段藝萍,劉壽東,劉黎平,馬建立,葉小峰,王冠華. 高原氣象. 2014(05)
[4]基于雷達組網(wǎng)拼圖的定量降水估測算法業(yè)務應用及效果評估[J]. 勾亞彬,劉黎平,楊杰,吳翀. 氣象學報. 2014(04)
[5]多普勒雷達資料的網(wǎng)格化研究[J]. 鄒海波,單九生,鄧詩茹. 氣象與減災研究. 2014(02)
[6]隴東南地區(qū)短時強降水的雷達回波特征及其降水反演[J]. 張之賢,張強,趙慶云,孫蕓,張立陽. 高原氣象. 2014(02)
[7]新一代天氣雷達災害性天氣監(jiān)測能力分析及未來發(fā)展[J]. 李柏,古慶同,李瑞義,曹俊武,王旭. 氣象. 2013(03)
[8]基于雷達回波拼圖資料的風暴單體和中尺度對流系統(tǒng)識別、跟蹤及預報技術[J]. 楊吉,劉黎平,李國平,王改利,何會中. 氣象學報. 2012(06)
[9]氣候變暖背景下的極端天氣氣候事件與防災減災[J]. 翟盤茂,劉靜. 中國工程科學. 2012(09)
[10]大氣電場的FFT頻譜分析及雷暴預報研究[J]. 李穎,王振會,肖穩(wěn)安,曾慶鋒,楊天琦. 氣象科學. 2013(01)
本文編號:3419958
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