基于GIS的冰雹探测及预警方法研究

发布时间：2024-04-12 04:00

　　为了提高冰雹探测及预警的准确性及时效性，本文以福建省为主要研究区，采用雷达数据、探空数据和气象要素数据，主要研究了基于GIS的冰雹探测及预警方法。首先采用射束高度图和本文提出的波束照射强度分布图全面评估了福建省区域内新一代天气雷达网的覆盖情况和探测能力；在此基础上，采用气象要素数据和探空数据，根据温度和气压等气象要素因子的空间分布特征，对气象要素因子进行三维扩展，建立了三维的气象要素场；并改进SCIT算法，实现了三维风暴体的识别及在气象要素场辅助作用下的跟踪。采用颜色自相关图模型和灰度共生矩阵模型提取冰雹云雷达回波内容特征，提出了典型冰雹云回波的匹配计算方法。最后采用GIS技术，改进了WSR-88D冰雹探测算法，使算法增加了降雹范围预报产品，实现了冰雹预警范围及预警结果在具有详细位置信息的地理地图中的显示与分析。

【文章页数】：154 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
详细摘要
Detailed Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 研究现状
    1.3 论文的主要研究内容
    1.4 论文的技术路线
    1.5 本章小结
2 基于DEM的新一代天气雷达网探测能力评估
    2.1 引言
    2.2 研究资料选取
    2.3 雷达探测能力分析
        2.3.1 射束高度图
        2.3.2 波束照射强度分布图
    2.4 探测指标评估
        2.4.1 雷达覆盖比和高度--面积指数
        2.4.2 雷达能量损失比
        2.4.3 福建省天气雷达覆盖情况
    2.5 本章小结
3 气象要素因子的三维扩展方法
    3.1 引言
    3.2 气象数据介绍
        3.2.1 气象要素数据
        3.2.2 探空数据
    3.3 扩展方法
        3.3.1 二维扩展
        3.3.2 三维扩展
        3.3.3 误差分析
    3.4 扩展方法的应用
    3.5 本章小结
4 三维风暴体的识别与跟踪方法研究
    4.1 引言
    4.2 风暴的识别
        4.2.1 风暴段的搜索
        4.2.2 风暴分量的合成
        4.2.3 风暴单体的组合
    4.3 风暴的跟踪
    4.4 算法的验证与评估
    4.5 本章小结
5 冰雹云雷达回波的特征匹配方法研究
    5.1 引言
    5.2 冰雹云的回波特征
        5.2.1 强度特征
        5.2.2 纹理特征
        5.2.3 形态特征
    5.3 回波特征的匹配方法
        5.3.1 基于模板的匹配
        5.3.2 基于特征的匹配
    5.4 结果的验证与分析
        5.4.1 模板匹配法的验证
        5.4.2 强度特征匹配法的验证
        5.4.3 纹理特征匹配法的验证
    5.5 本章小结
6 WSR-88D冰雹探测算法的改进与应用
    6.1 引言
    6.2 改进的冰雹探测算法
        6.2.1 任意大小冰雹的探测算法
        6.2.2 强冰雹的探测算法
        6.2.3 降雹范围预报
    6.3 算法的应用与评估
    6.4 本章小结
7 结论与展望
    7.1 论文的研究成果
    7.2 论文的创新点
    7.3 研究不足与展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3951631