双偏振雷达反射率因子数据质量控制及在拼图中的应用
发布时间：2021-01-02 15:26
雷达是目前唯一可能准确描述对流尺度降水现象的观测系统,充分利用多普勒雷达探测资料,提取、利用有意义的气象信息,对于灾害性天气的预报、预警有着重要的价值,也是进行临近预报的最主要参考资料来源。但是,多普勒天气雷达在探测过程中资料不可避免的受到波束阻挡、电磁波衰减和地物杂波的干扰,导致雷达数据出现质量问题,影响雷达数据的定量使用。因此研究雷达资料出现的各种质量问题就有了重要的科学意义和实际意义,如何进行相关回波的识别和订正,提高雷达的数据质量,是本文研究的关键。本文主要是进行波束阻挡的识别和订正、地物杂波的识别和剔除以及电磁波衰减订正三个方面的研究,主要内容概括如下:（1）根据雷达观测数据的空间相关性,提出了不依赖于高精度数字高程模型的波束阻挡识别和订正算法,可以方便地用于天气雷达反射率因子的阻挡识别和订正。对于部分阻挡或小范围完全阻挡造成的回波数据不准确情况,先进行阻挡识别,再进行线性插值处理,实现对阻挡数据的订正。选择NUIST-CDP雷达三次不同类型降水数据进行算法验证,结果表明:利用本文的算法,可以有效地对阻挡数据进行订正,提高了雷达数据质量。（2）针对雷达资料中出现的地物杂波,分...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１雷达２４ｋｍ处方位角－回波强度廓线??地物引起的阻挡总是出现在低仰角和近距离处，为了识别阻挡，以最低仰角ｐｐｉ、距??
（ａ、ｂ为实测回波，仰角分别为０．４３。和１．５４。；?ｃ为阻挡识别结果，ｄ为订正后回波）??２．４．２个例２－有零度层亮带的情况??选取ＮＵＩＳＴ－ＣＤＰ的２０１４年１０月２８日２０时５４分（ＵＴＣ）体扫资料，根据图２．３可以判断??出，这是大范围的层状云降水，并伴有零度层亮带出现。与个例１不同的是，该回波充满??整个雷达探测区域，强度主要分布在１５－３５ｄＢＺ之间，较为均匀。图２．３ａ和２．３ｂ分别是仰??角为０．５４度、１．４５度的原始回波情况，图２．３ｃ为阻挡方位的识别结果，图２．３ｄ为插值订正??后回波图。该个例的识别阈值为Ｒ＝６０ｋｍ，Ｚｍａｘ＝６ｄＢＺ，?Ｎ＝１５０。从图２．３ｃ可以发现，识??别结果和降雪个例图２．２ｃ的结果稍有不同，算法识别出图２．３ｃ中３２１．７度方位角阻挡，而??没有识别出６２．０、６３．６－６４．２和１５９．８度方位角阻挡。因每个时刻回波强度不同、识别阈值??选择有差异、并且天线定位有误差，造成了识别结果有细微差异。实际上，没有被识别??的阻挡方位６２．０、６３．６－６４．２和１５９．８度，阻挡所造成的误差也较小。６０度方位、６０公里外??的“空缺”是“无降水”区域
（ａ、ｂ为实测回波，仰角分别为０．５４°和丨．４５°；?ｃ为阻挡识别结果，ｄ为订正后回波）??２．４．３个例３－层状云降水、无零度层亮带??选取ＮＵＩＳＴ－ＣＤＰ的２０１５年０６月０２日０７时０１分（ＵＴＣ）体扫数据，回波如图２．４所示，??图２．４ａ和２．４ｂ均为原始Ｎ波，仰用分別为０．５４度和丨．４５度，阌２．４ｃ为附挡方位的识別结果，??图２．４ｄ为插值订正后Ｎ波图。该个例回波强度＋均匀，冚达附近回波较强，远距离处回??波较弱。识别阈值设为Ｒ＝６０ｋｍ，?Ｚｍａｘ＝６ｄＢＺ，?Ｎ＝２００。比较图２．２ｃ、２．３ｃ和２．４ｃ发现，算??法识別出图２．４ｃ中２８１．８和３２８．８度方位处波束阻挡，而２．２ｃ和２．３ｃ中没有，同时在４２．６和??５２．３度方位处识别出的阻挡范围变小，其他阻挡识别情况与图２．２ｃ和２．３ｃ相同。三个个例??中的波束阻挡方位基本都被识别出来
【参考文献】：
期刊论文
[1]X波段双偏振雷达资料的质量控制方法对比研究[J]. 伍魏,周筠珺,李晓敏,翟丽. 成都信息工程大学学报. 2017(01)
[2]C波段雷达反射率因子衰减订正的软件设计[J]. 郑晓庆,史万里. 信息系统工程. 2016(12)
[3]暴雨过程中天气雷达强度与衰减关系的研究[J]. 张鹏,李兆明,薛杨,宋堃. 遥感技术与应用. 2016(06)
[4]X波段双线偏振雷达反射率不同衰减订正法对比分析[J]. 王晗,史朝,滕玉鹏. 成都信息工程大学学报. 2016(04)
[5]多部X波段天气雷达测量偏差分布及组网拼图结果分析[J]. 吴翀,刘黎平,吴海涛. 高原气象. 2016(03)
[6]C波段偏振雷达数据预处理及在降水估计中的应用[J]. 魏庆,胡志群,刘黎平,吴林林. 高原气象. 2016(01)
[7]陕西新一代天气雷达数据质量控制[J]. 黄勤,龙亚星,任芳. 陕西气象. 2016(01)
[8]CINRAD/SC新一代天气雷达回波地物检测与校正方法探讨[J]. 刘娟. 气象. 2015(10)
[9]双偏振雷达差分传播相移质量控制的一种新方法——线性拟合-递推法[J]. 孙跃,肖辉,冯亮,杨慧玲,陈程,周筠珺. 成都信息工程学院学报. 2015(05)
[10]用雷达反演资料诊断江苏地区一次暴雨过程[J]. 陈曦,徐芬,王振会,蒋义芳. 气象科学. 2015(05)
本文编号：2953153
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１雷达２４ｋｍ处方位角－回波强度廓线??地物引起的阻挡总是出现在低仰角和近距离处，为了识别阻挡，以最低仰角ｐｐｉ、距??
（ａ、ｂ为实测回波，仰角分别为０．４３。和１．５４。；?ｃ为阻挡识别结果，ｄ为订正后回波）??２．４．２个例２－有零度层亮带的情况??选取ＮＵＩＳＴ－ＣＤＰ的２０１４年１０月２８日２０时５４分（ＵＴＣ）体扫资料，根据图２．３可以判断??出，这是大范围的层状云降水，并伴有零度层亮带出现。与个例１不同的是，该回波充满??整个雷达探测区域，强度主要分布在１５－３５ｄＢＺ之间，较为均匀。图２．３ａ和２．３ｂ分别是仰??角为０．５４度、１．４５度的原始回波情况，图２．３ｃ为阻挡方位的识别结果，图２．３ｄ为插值订正??后回波图。该个例的识别阈值为Ｒ＝６０ｋｍ，Ｚｍａｘ＝６ｄＢＺ，?Ｎ＝１５０。从图２．３ｃ可以发现，识??别结果和降雪个例图２．２ｃ的结果稍有不同，算法识别出图２．３ｃ中３２１．７度方位角阻挡，而??没有识别出６２．０、６３．６－６４．２和１５９．８度方位角阻挡。因每个时刻回波强度不同、识别阈值??选择有差异、并且天线定位有误差，造成了识别结果有细微差异。实际上，没有被识别??的阻挡方位６２．０、６３．６－６４．２和１５９．８度，阻挡所造成的误差也较小。６０度方位、６０公里外??的“空缺”是“无降水”区域
（ａ、ｂ为实测回波，仰角分别为０．５４°和丨．４５°；?ｃ为阻挡识别结果，ｄ为订正后回波）??２．４．３个例３－层状云降水、无零度层亮带??选取ＮＵＩＳＴ－ＣＤＰ的２０１５年０６月０２日０７时０１分（ＵＴＣ）体扫数据，回波如图２．４所示，??图２．４ａ和２．４ｂ均为原始Ｎ波，仰用分別为０．５４度和丨．４５度，阌２．４ｃ为附挡方位的识別结果，??图２．４ｄ为插值订正后Ｎ波图。该个例回波强度＋均匀，冚达附近回波较强，远距离处回??波较弱。识别阈值设为Ｒ＝６０ｋｍ，?Ｚｍａｘ＝６ｄＢＺ，?Ｎ＝２００。比较图２．２ｃ、２．３ｃ和２．４ｃ发现，算??法识別出图２．４ｃ中２８１．８和３２８．８度方位处波束阻挡，而２．２ｃ和２．３ｃ中没有，同时在４２．６和??５２．３度方位处识别出的阻挡范围变小，其他阻挡识别情况与图２．２ｃ和２．３ｃ相同。三个个例??中的波束阻挡方位基本都被识别出来
【参考文献】：
期刊论文
[1]X波段双偏振雷达资料的质量控制方法对比研究[J]. 伍魏,周筠珺,李晓敏,翟丽. 成都信息工程大学学报. 2017(01)
[2]C波段雷达反射率因子衰减订正的软件设计[J]. 郑晓庆,史万里. 信息系统工程. 2016(12)
[3]暴雨过程中天气雷达强度与衰减关系的研究[J]. 张鹏,李兆明,薛杨,宋堃. 遥感技术与应用. 2016(06)
[4]X波段双线偏振雷达反射率不同衰减订正法对比分析[J]. 王晗,史朝,滕玉鹏. 成都信息工程大学学报. 2016(04)
[5]多部X波段天气雷达测量偏差分布及组网拼图结果分析[J]. 吴翀,刘黎平,吴海涛. 高原气象. 2016(03)
[6]C波段偏振雷达数据预处理及在降水估计中的应用[J]. 魏庆,胡志群,刘黎平,吴林林. 高原气象. 2016(01)
[7]陕西新一代天气雷达数据质量控制[J]. 黄勤,龙亚星,任芳. 陕西气象. 2016(01)
[8]CINRAD/SC新一代天气雷达回波地物检测与校正方法探讨[J]. 刘娟. 气象. 2015(10)
[9]双偏振雷达差分传播相移质量控制的一种新方法——线性拟合-递推法[J]. 孙跃,肖辉,冯亮,杨慧玲,陈程,周筠珺. 成都信息工程学院学报. 2015(05)
[10]用雷达反演资料诊断江苏地区一次暴雨过程[J]. 陈曦,徐芬,王振会,蒋义芳. 气象科学. 2015(05)
本文编号：2953153
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