基于管制需求的对流云识别技术研究
发布时间：2021-09-28 23:51
对流天气是夏季常见的天气,在其发生和发展过程中往往伴随着强烈的气流、风切变、积冰、雷击闪电、强降水、下击暴流等现象,对民用航空活动有重大的影响。对流天气对民航空中交通管制工作影响很大,其发生区域气流、能见度等条件都会发生急剧的变化,对正常航空活动造成极大的干扰,管制员需要指挥航空器偏航及绕飞,在一定程度上增加了空中交通管制员的工作难度。因此空管对对流天气区的位置、发展趋势、预警时间等信息都有很高的要求。本文根据空管的需求,研究利用日本葵花8气象卫星数据识别并追踪对流天气区的方法,文章通过阈值法与改进卫星对流分析和追踪算法（Satellite Convection Analysis and Tracking,SATCAST）对对流云进行识别,并利用改进后的面积重叠算法对对流云进行跟踪。本文研究的主要内容主要有以下几部分:1、根据葵花8数据技术参考文档编程实现卫星地理等距网格的绘制,并利用双边滤波法对卫星图像进行前期滤波处理。2、根据空管工作内容分析管制对对流云识别的需求,并利用多元数据对湖南空域对流特征进行分析。3、结合对流影响利用阈值法将对流云划分为I、II、III类警示区,在此基础上...
【文章来源】：中国民用航空飞行学院四川省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滤波前后的对流云团
中国民用航空飞行学院硕士学位论文17图2.2中央气象台华中雷达拼图样例本文采用的雷达数据为中央气象台公布的华中雷达拼图，时间分辨率为6min，空间分辨率为1km。在第一章介绍到，许多学者均以雷达反射率35dBz作为对流识别的阈值，本文采用35dBz作为阈值对对流进行识别，旨在与卫星图像的识别进行对比以提高其准确性。2.3气象报文及空管重要天气档案介绍目前民航业务中使用较多的气象电报主要有日常航空天气报告电报、航站天气预报电报和航路天气预报电报[46]。本文主要使用日常航空天气报告电报。日常航空天气报告分为两种，例行天气报告（METAR报）和特殊天气报告（SPECI报），METAR报一般按照固定的时间间隔向各单位发送气象情况报告，SPECI报则一般只在所在观测区域内天气要素达到规定的指标时才发送。在《民用航空气象地面观测规范》[47]中规定，例行观测中整点观测从50分开始，00分采集数据，03分前发出相应的报文，半点观测从20分开始，30分采集数据，33分前发出相应的报文，特殊观测则在观测结束后应立即发出报文。日常航空天气报告一共分为12组[46]，第一组为报告名称组；第二组为地名代码组；第三组为观测时间组；第四组为自动组；第五组为风向风速组；第六组为能见度组；第七组为跑道视程组；第八组为好天气组；第九组为天气现象组；第十组为云组；第十一组为温度/露点组；第十二组为修正海平面气压组。本文主要使用第二组(地名代码组)，使用本组的作用是获得发生天气的站址信息，方便在大量的数据的统计中按组别(站址)归类数据；第三组(时间组)，从第三组的报文中可以得到对流起始和终止的时间，后期结合卫星数据分析对流；第八组(天气现象组)，天气现象组由限定词和天气现象组成，
湖南空域属于中国民用航空局中南空中交通管理局管理，空域内航线纵横交错，如图 3.1 所示，灰色线段代表主要航路，较细的线段表示普通的航路，灰色多边形表示各终端区。图中可见，湖南空域内主要航路有五条，分别为 H10 航路、H24 航路、A461 航路，A581 航路以及 R343 航路，作为连接北、上、广以及西部地区的重要航线，各航线流量非常大。除此之外，湖南空域内还有众多普通航路，如 H9 航路、X25 航路、X26 航路等，这些航路连接湖南空域内各大小机场，也非常繁忙。由于地处京广航线中段，且终端区之间的间距也较近，距离湖南空域较近的有武汉、南昌等终端区。一旦出现天气，其影响可想而知。
本文编号：3412776
【文章来源】：中国民用航空飞行学院四川省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滤波前后的对流云团
中国民用航空飞行学院硕士学位论文17图2.2中央气象台华中雷达拼图样例本文采用的雷达数据为中央气象台公布的华中雷达拼图，时间分辨率为6min，空间分辨率为1km。在第一章介绍到，许多学者均以雷达反射率35dBz作为对流识别的阈值，本文采用35dBz作为阈值对对流进行识别，旨在与卫星图像的识别进行对比以提高其准确性。2.3气象报文及空管重要天气档案介绍目前民航业务中使用较多的气象电报主要有日常航空天气报告电报、航站天气预报电报和航路天气预报电报[46]。本文主要使用日常航空天气报告电报。日常航空天气报告分为两种，例行天气报告（METAR报）和特殊天气报告（SPECI报），METAR报一般按照固定的时间间隔向各单位发送气象情况报告，SPECI报则一般只在所在观测区域内天气要素达到规定的指标时才发送。在《民用航空气象地面观测规范》[47]中规定，例行观测中整点观测从50分开始，00分采集数据，03分前发出相应的报文，半点观测从20分开始，30分采集数据，33分前发出相应的报文，特殊观测则在观测结束后应立即发出报文。日常航空天气报告一共分为12组[46]，第一组为报告名称组；第二组为地名代码组；第三组为观测时间组；第四组为自动组；第五组为风向风速组；第六组为能见度组；第七组为跑道视程组；第八组为好天气组；第九组为天气现象组；第十组为云组；第十一组为温度/露点组；第十二组为修正海平面气压组。本文主要使用第二组(地名代码组)，使用本组的作用是获得发生天气的站址信息，方便在大量的数据的统计中按组别(站址)归类数据；第三组(时间组)，从第三组的报文中可以得到对流起始和终止的时间，后期结合卫星数据分析对流；第八组(天气现象组)，天气现象组由限定词和天气现象组成，
湖南空域属于中国民用航空局中南空中交通管理局管理，空域内航线纵横交错，如图 3.1 所示，灰色线段代表主要航路，较细的线段表示普通的航路，灰色多边形表示各终端区。图中可见，湖南空域内主要航路有五条，分别为 H10 航路、H24 航路、A461 航路，A581 航路以及 R343 航路，作为连接北、上、广以及西部地区的重要航线，各航线流量非常大。除此之外，湖南空域内还有众多普通航路，如 H9 航路、X25 航路、X26 航路等，这些航路连接湖南空域内各大小机场，也非常繁忙。由于地处京广航线中段，且终端区之间的间距也较近，距离湖南空域较近的有武汉、南昌等终端区。一旦出现天气，其影响可想而知。
本文编号：3412776
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