[发明专利]基于边界识别追踪技术的雷暴云团的临近预报方法和系统

摘要

本发明公开一种基于边界识别追踪技术的雷暴云团的临近预报方法和系统，所述方法利用模式识别技术进行云团边界识别、拓扑处理，建立云团生命时序与族谱关系。本发明对已预处理的雷达数据进行边界识别；利用四分树匹配分析因子、重叠因子、面积因子、外接矩形因子、轮廓综合因子、局部相似判定因子等六个判断因子，分别识别出每个云团的时间序列，以及每个云团的运动方向、速度、面积、强中心等信息；对云团的移动方向、速度、面积、强度进行线性外推。初步结果显示本发明的系统和方法可较好地识别和外推预报雷暴云团。

主权项

一种基于边界识别追踪技术的雷暴云团的临近预报方法，该方法以高时空分辨率气象雷达资料处理系统为硬件基础，其特征在于该临近预报方法包括如下步骤：(1)以一定的时间间隔连续重复执行如下步骤a至步骤e，获得雷达探测区域内雷暴云团探测数据的时空序列：a.气象雷达接收来自观测对象的雷达反射回波信号并把该反射回波信号传输给雷达资料处理系统；b.所述雷达资料处理系统对所述雷达反射回波信号进行预处理形成在探测区域内的二维网格形式的数字化雷达回波数据；c.使用膨胀‑侵蚀算法消除雷达扫描缺线对雷暴云团边界识别所造成的不良影响；d.使用N‑近邻跟踪遍历算法和边缘提取算法对探测区域范围内的雷暴云团的边界进行识别，从而使探测区域内所有雷暴云团都具有清晰连续的边界线；e.用统计方法计算探测区域内各雷暴云团的平均强度；(2)、对探测区域相邻时间序列的雷暴云团的雷达回波数据采用四分树匹配分析因子进行雷暴云团的相似性判定，从而获得每个雷暴云团的几何和拓扑特征，所述雷暴云团的几何和拓扑特征包括：雷暴云团的运动方向、速度、面积、强中心、增强或减弱、膨胀或缩小的状态信息；然后再组合使用重叠因子、面积因子、外接矩形因子、轮廓综合因子和局部相似判定因子对所述雷暴云团的几何和拓扑特征进行纠错；(3)、根据在指定时序或最新时序的雷暴云团的几何和拓扑特征，建立雷暴云团的生命时序与族谱关系，并在此基础上对雷暴云团的运动向量进行线性外推从而获得雷暴云团的临近预报。