[实用新型]基于Hu矩的差值云团外推降雨预测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于Hu矩的差值云团外推降雨预测装置，具体属于气象预测技术领域。

背景技术

目前多普勒雷达产品文件主要有雷达反射率因子图、降水物质径向速度图等等。在雷达气象方程中，雷达的接收功率是与雷达反射率因子、降水的强度有着一定程度上的关系的，据此我们可以用反射率因子图作为测量降水的重要工具，而外推反射率因子图便能预测未来时刻的降水情况。利用这些数据产品展开对降水云团的外推并形成一个准确度较高的的外推算法对于短时的天气预测具有十分重大的意义。这里的云团外推指的是在相邻时刻同一云团形成的两幅反射率因子图，计算他们之间的变化，并依据此变化得到未来时刻的云团形态。对于强对流天气，多普勒雷达产品文件包含着非常重要的信息。能否通过这些文件数据准确的推算出未来时刻的天气信息对预测短时天气变化关系重大，本文正是着眼于此，致力于提高现有算法的准确度。

但云团外推算法在外推过程中忽略了在两幅相邻时刻的反射率因子图中存在云团匹配的问题，该云团结构形态外推算法在外推过程中没有对相邻时刻两幅云团图像中的云团轮廓作匹配，算法认为对相邻时刻两幅云团图像中的云团轮廓分块分解后均能一一匹配，而在实际情况中可能存在偏差，即存在分解相邻时刻两幅云团图像中的云团轮廓后，云团轮廓并不能完全匹配上的情况，这对于外推的准确性有着不小的影响。准确的匹配两幅反射率因子图中对应的云团轮廓对于外推的准确性无疑是非常重要的。此外云团外推算法以相邻时刻两幅云团图像作为输入数据，精度可能还不够高。基于此，本发明基于在云团外推过程中云团轮廓匹配这一思想，提出了差值云团外推算法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于Hu矩的差值云团外推降雨预测装置，从而克服现有技术的不足。

本实用新型通过以下技术方案实现，包括前台系统和后台系统；

前台系统由预测信息展示查询模块和预测信息统计模块构成；

后台系统由雷达数据解析模块和预测图像外推模块构成；

雷达数据解析模块包括定时获取雷达基数据模块、雷达基数据解析模块、外推反射率数据接口；

预测图像外推模块包括单层反射率外推模块、外推结果透明图像生成模块、外推结果气象预测信息解析模块。

本实用新型的优点在于，由Hu矩组成的特征量对云团进行识别，速度很快，识别度高，对于云团的形状描述得比较好，识别云团的形状准确高效，在云团形态外推时需要对两幅图中的云团轮廓进行匹配对应，匹配结果的准确与高效将直接影响到外推结果的准确度，提高基础算法的外推准确度构建奠定足够的理论基础。

附图说明

图1为降雨预测装置图。

图2为雷达基数据解析流程图。

具体实施方式

下面结合附图1至2对本实用新型的优选实施例作进一步说明，本实用新型包括前台系统1和后台系统2；

前台系统1由预测信息展示查询模块11和预测信息统计模块12构成；

后台系统2由雷达数据解析模块21和预测图像外推模块22构成；

雷达数据解析模块21包括定时获取雷达基数据模块211、雷达基数据解析模块212、外推反射率数据接口213；

预测图像外推模块22包括单层反射率外推模块221、外推结果透明图像生成模块222、外推结果气象预测信息解析模块223。

雷达数据解析模块21的工作包括以下步骤：

S1，通过定时获取雷达基数据模块211定时获取雷达基数据，雷达基数据定时在专有FTP服务器更新，每6分钟定时于FTP服务器上下载雷达基数据；

S2，雷达基数据解析模块212数据的解析，完成解析后将会形成中间数组，该数组为三维数据，分别存储仰角、方向角、和反射率数据；

S3，外推反射率数据的接口213的实现，在得到解析形成的三维数组后，按照固定仰角、方向角获取雷达反射率数据，将雷达反射率数据换算成颜色指标数据，最后整理成Mat矩阵，形成对外调用接口。

预测信息展示查询模块11将根据用户的地理位置或用户于网页地图上选取的地理位置显示该位置的即时降雨信息。

预测信息统计模块12主要包括反射率趋势变化图、外推6分钟图像，与当前图像各反射率层占比对比图、外推准确率变化趋势图。