[发明专利]天气雷达径向风信息提取及量化分析系统

摘要

本发明公开了一种天气雷达径向风信息提取及量化分析系统，属于天气雷达精细化定量测量应用的技术领域。本发明包括数据预处理模块、径向风分解模块、计算与验证模块；其中，所述数据预处理模块用于对雷达实测径向风数据进行投影、滤波和消噪声处理；所述径向风分解模块用于对经数据预处理模块处理后的径向风数据进行风矢量分解和坐标转化处理；所述计算与验证模块用于根据径向风分解模块的分解结果提取雷达径向风场信息。本发明实用性强，只要提供径向风场数据及数据显示规则就可进行系列运算，方便嵌入业务预测预警系统、易于结合进入天气雷达硬件显示系统，也可直接用于科研分析，因此应用范围广、技术适应性好。

主权项

一种天气雷达径向风信息提取及量化分析系统，其特征在于，包括数据预处理模块、径向风分解模块、计算与验证模块；其中，所述数据预处理模块用于对雷达实测径向风数据进行投影、滤波和消噪声处理；所述径向风分解模块用于对数据预处理模块处理后的径向风数据进行风矢量分解和坐标转化处理；所述计算与验证模块用于根据径向风分解模块的分解结果提取雷达径向风场信息；其中：(1)所述数据预处理模块包括体扫面选择模块、数据滤波模块、误差校正模块、数据消噪声模块；其中：所述体扫面选择模块用于对原始径向风速度数据场按照体扫面逐一进行筛选，当某一径向风速度数据场中属于缺测和距离折叠的范围大于全场面积的1/3时，该体扫面被从参与继续分析的体扫面序列中剔除,转向对下一个体扫面的筛选；所述数据滤波模块用于对体扫面选择模块筛选出的径向风速度数据场进行速度等级归并，即将随机风速归并为统一确定的速度等级，每个速度等级代表一个确定的速度范围，以此简化数据特征；所述误差校正模块用于对数据滤波模块处理后的径向风速度数据中存在的速度模糊问题进行弥补和规范处理，得到等级化的雷达径向风速度场；所述数据消噪声模块用于对所述等级化的雷达径向风速度场进行空间噪音消除，消除散布的非均匀离散分布的异值风速点和小区斑，即对于等风速带中的噪声进行消噪音处理；至此，得到经数据预处理后的极坐标中的径向风速度场，并进行存储；(2)径向风分解模块包括分解模块和第一验证模块；其中：所述分解模块用于将极坐标中的径向风速度场分解到直角坐标中，形成u、v两个径向风分量场；所述第一验证模块用于对分解模块的分解效果进行检验；(3)计算与验证模块包括运算模块、第二验证模块，其中：所述运算模块用于对分解后的雷达径向风场进行流函数与势函数的迭代求解，获得径向风速度场的流动旋转成分与辐散成分的空间分布形态和表现特征；所述第二验证模块用于对流函数与势函数运算效果的检验，通过反向计算重建u、v分量场，再与前述分解模块分解获得的u、v径向风分量场进行相关对比，验证迭代运算的收敛与合理。