基于多源卫星数据的台风定位方法比较研究
发布时间：2021-03-25 23:36
台风具有极强的破坏力,对人类生命安全造成严重威胁。准确预报台风路径与监测台风位置有利于灾害性天气有效预警与防范,而且对气候、天气研究具有重要指示与参考意义。本文将卫星云图台风云系边界检测与卫星散射计风场定位结合,比较研究台风不同发展阶段下2种风场定位方法在单星观测风场与双资料混合风场中的定位效果。本文台风中心监测研究工作具体如下:首先基于Faster Region Convolutional Neural Networks（Faster RCNN）算法识别台风云系,监测台风边界位置。根据China Meteorological Administration（CMA）最佳路径数据集标注了卫星云图中正样本台风云,制作了训练数据集和测试数据集。本文比较了两种尺寸大小20×20像素和100×100像素的标注框的定位误差,基于20×20像素大小标注框识别经度平均偏差在0.227°,纬度平均偏差在0.235°;基于100×100像素大小标注框识别准确率更高一些,经度平均偏差在0.152°,纬度平均偏差在0.148°。然后选择Visual Geometry Group Network-16（VGG1...
【文章来源】：国家海洋环境预报中心北京市
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区域位置
基于多源卫星数据的台风定位方法比较研究8（Pencil-beamWindProcessor）产品，PWP产品基于荷兰皇家气象学院（RoyalNetherlandsMeteorologicalInstitute，RNMI）开发原型[20]，利用多重解决方案实现风的反演，利用二维变分（Two-DimensionalVariation，2DVAR）方法来模糊消除。星载微波散射计利用不同风速条件下海面粗糙度对雷达后向散射系数的不同响应以及多角度观测数据来反演海表风速和风向[17-19]。海洋2号微波散射计采用笔形波束圆锥扫描方式，以固定入射俯仰角围绕天底方向旋转[19]，在顺轨方向运动中形成一定地面覆盖刈辐。其工作频率在Ku波段，内外波束分别以HH、VV极化方式，即以不同的入射角观测分别产生1350km、1700km宽度刈辐。由于2种极化方式下、前后向散射形成4种不同入射角观测测量，同一分辨单元存在4个测量结果，即内波束前视、内波束后视、外波束前视和外波束后视，以解决风向多解模糊问题。微波散射计的风向测量精度在20°，风速测量精度为2m/s，风速测量范围在2~24m/s，空间分辨率为25km。图2.2HY-2A/SCAT扫描工作方式表2.1HY-2A/HSCAT-A技术指标参数名称参数范围参数名称参数范围工作频率（GHz）13.256发射功率（Pt/W）120天线增益（G/dB）38极化方式HH/VV星下顺轨方向平台运行方向内波束HH极化外波束VV极化交轨方向
第二章研究数据112.3验证资料2.3.1NDBC观测资料文章第四部分将会采用时空加权插值方法建立HY-2A/HSCAT-A与CCMP混合风场，并对风场作真实性检验。浮标数据是海洋环境中气象和海洋测量的主要来源，浮标观测质量要高于船舶观测质量。本文选用美国国家数据浮标中心（NDBC）中分布在太平洋海域的14个海洋浮标的标准气象资料（Standardmeteorologicaldata），资料包含风向（整点瞬时风向）、风速（2分钟站点和8分钟浮标平均风）、气温、海表温度、有效波高、波周期等数据。浮标搭载不同高度的测风仪，测得不同高度的海面风速，而卫星微波散射计与CCMP风场资料获得10m高度中性稳定风，因此将浮标风统一订正至10m高度。图2.3NDBC浮标位置图
本文编号：3100524
【文章来源】：国家海洋环境预报中心北京市
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区域位置
基于多源卫星数据的台风定位方法比较研究8（Pencil-beamWindProcessor）产品，PWP产品基于荷兰皇家气象学院（RoyalNetherlandsMeteorologicalInstitute，RNMI）开发原型[20]，利用多重解决方案实现风的反演，利用二维变分（Two-DimensionalVariation，2DVAR）方法来模糊消除。星载微波散射计利用不同风速条件下海面粗糙度对雷达后向散射系数的不同响应以及多角度观测数据来反演海表风速和风向[17-19]。海洋2号微波散射计采用笔形波束圆锥扫描方式，以固定入射俯仰角围绕天底方向旋转[19]，在顺轨方向运动中形成一定地面覆盖刈辐。其工作频率在Ku波段，内外波束分别以HH、VV极化方式，即以不同的入射角观测分别产生1350km、1700km宽度刈辐。由于2种极化方式下、前后向散射形成4种不同入射角观测测量，同一分辨单元存在4个测量结果，即内波束前视、内波束后视、外波束前视和外波束后视，以解决风向多解模糊问题。微波散射计的风向测量精度在20°，风速测量精度为2m/s，风速测量范围在2~24m/s，空间分辨率为25km。图2.2HY-2A/SCAT扫描工作方式表2.1HY-2A/HSCAT-A技术指标参数名称参数范围参数名称参数范围工作频率（GHz）13.256发射功率（Pt/W）120天线增益（G/dB）38极化方式HH/VV星下顺轨方向平台运行方向内波束HH极化外波束VV极化交轨方向
第二章研究数据112.3验证资料2.3.1NDBC观测资料文章第四部分将会采用时空加权插值方法建立HY-2A/HSCAT-A与CCMP混合风场，并对风场作真实性检验。浮标数据是海洋环境中气象和海洋测量的主要来源，浮标观测质量要高于船舶观测质量。本文选用美国国家数据浮标中心（NDBC）中分布在太平洋海域的14个海洋浮标的标准气象资料（Standardmeteorologicaldata），资料包含风向（整点瞬时风向）、风速（2分钟站点和8分钟浮标平均风）、气温、海表温度、有效波高、波周期等数据。浮标搭载不同高度的测风仪，测得不同高度的海面风速，而卫星微波散射计与CCMP风场资料获得10m高度中性稳定风，因此将浮标风统一订正至10m高度。图2.3NDBC浮标位置图
本文编号：3100524
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/3100524.html
