[发明专利]一种雨量雷达数据质量控制方法

说明书

本发明公开了一种雨量雷达数据质量控制方法，它涉及雨量雷达探测降雨技术领域。它由雨量雷达每五分钟扫描一次产生水平探测数据、垂直探测数据、状态文件、日志文件，雨滴谱监测站每五分钟采集一次当前雨滴谱数据，并生成日志文件，各种数据保存至数据库，雨量监测预警系统实时查询雨量雷达运行状态数据文件和雨滴谱数据库，读取每个方位的扫描仰角、雨量雷达当前发射机功率、当前噪声值、每部雷达当前状态，当出现问题后，立即做出识别和告警，具备条件时重新测量以消除问题数据；不具备条件时提示数据错误，引起用户关注后续结果或进行人工干预。本发明可降低雨量误测误报率和系统运维难度，提高系统可靠性，实现系统成果数据可信。

技术领域

本发明涉及的是雨量雷达探测降雨技术领域，具体涉及一种雨量雷达数据质量控制方法。

背景技术

为有效监测降雨、应对暴雨导致的山洪灾害和城市内涝，同时为中小流域洪水预报、海绵城市研究、智慧城市研究提供有效降雨数据支撑，自2012年以来，国内开始研究能够进行定量测量降雨的雨量雷达系统，单部雨量雷达可实现监控半径36km范围内的降雨量，多部雨量雷达通过拼图可以实现更大区域的降雨量监控。雨量雷达系统是对一定区域的降雨进行定量测量的系统，它基于多普勒工作原理，通过水平扫描及垂直扫描的方式向外发射雷达波信号，并检测回波信号强度，经反演计算得到不同位置的降雨强度。雷达波在传播过程中受各种影响会产生信号衰减，导致反演雨强数据不准，因此雨量雷达系统一般通过建设雨滴谱监测站来获取降雨的粒径谱和速度谱数据，用于对反演雨强数据进行标校，以解决反演雨强数据不准的问题。

雨量雷达扫描数据、雨滴谱数据是进行雨强反演和标校的依据，其数据质量直接影响雨量监测的精度和正确性。目前，雨量雷达系统建设在国内处于起步阶段，已建系统仅实现了利用雨量雷达扫描数据进行反演、利用雨滴谱数据进行标校的基本功能，并未对雨量雷达扫描数据和雨滴谱数据进行质量控制，雨量雷达系统成果是否合理可用仍依赖于人工判断识别,没有采用数据质量控制技术的雨量雷达系统，有多种情况会导致雨量错报，具体问题如下：

(1)当雨量雷达伺服出现问题，不能按规定的仰角抬高以避开地面障碍物的遮挡时，雨量雷达产生的扫描数据将存在大量地物干扰，最终导致雨量结果明显错误；

(2)如果雨量雷达发射机功率不足，雨量雷达测得的降雨明显偏小，而且探测距离缩短，不能有效监测远处的降雨数据；

(3)如果接收机灵敏度降低，无法识别较弱的雷达波信号，则将明显影响监测的精度；

(4)如果多部拼图雷达中的某一部雷达出现故障，并且故障雷达的数据符合拼图规则，则故障雷达数据有可能被当做正常降雨来对待；

(5)如果雨滴谱仪镜头太脏，影响激光发射接收，那么系统获得的雨滴谱数据就会出现较大偏差，用这些谱数据对雨量雷达数据进行标校必然会导致结果明显偏大或偏小。

由上可知，当雨量雷达伺服系统出现问题、雨量雷达发射机功率不足、接收机灵敏度降低、多部拼图雷达中的某一部雷达出现故障时，雨量雷达系统获得的雨量结果都是错误的；当雨滴谱仪镜头脏、激光器损坏时，雨量雷达数据标校有问题，产生的雨量结果也是不正确的。因此，一旦用于反演和标校的数据源出现问题，将直接导致雨量产品结果带来较大误差，甚至导致结果不可用。基于以上原因，设计一种雨量雷达数据质量控制方法尤为必要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种雨量雷达数据质量控制方法，实现系统成果数据可信，降低雨量误测误报率，降低系统运维难度，提高系统可靠性，易于推广使用。