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《南京信息工程大学》 2013年
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天气雷达观测资料质量控制方法研究及其应用

江源  
【摘要】:多种雷达资料质量问题会对雷达资料的应用特别是雷达资料同化和降水估测等定量应用产生非常严重的影响,因此研究业务运行过程中天气雷达(中国新一代天气雷达CINRAD, WSR-88D,双偏振WSR-88D雷达)出现的各种质量问题(非气象回波,速度模糊)是具有重要的科学意义和实际意义的。本文首先对CINRAD业务运行出现的电磁干扰回波进行了分析和处理;并在此基础上发展了"Test Pattern"的识别方法,以此剔除了两者在反射率因子和径向速度中造成的污染;再对飓(台)风发生过程中,模糊的径向速度资料进行了分析,发展了拟合模糊速度和涡旋模型的方法,来生成背景涡旋风场,自动对观测速度进行退模糊;最后对双偏振雷达观测的生物回波进行了分析,发展了识别鸟类回波的方法,来剔除鸟类回波对径向速度带来的污染。本论文工作的开展提高了天气雷达基数据的质量,并为雷达产品的质量及其应用提供了强有力的基础。主要内容概括如下: (1)对新一代天气雷达在业务运行中遇到的干扰回波特点进行了分析,旨在解决雷达异常回波中的干扰回波问题,着重了解干扰回波在图形中显示中的特点,分析了多普勒(CINRAD/SA)雷达干扰回波的特点,即干扰回波的孤立性及其条幅状分布,并结合当前国内外滤波的部分方法,模拟人眼识别干扰回波过程中的思维逻辑,提出了人工智能的滤除干扰回波方案,并在实验中取得了较好的效果。 (2)针对CINRADSA(B)业务运行中出现的"Test Pattern"进行分析,总结出"Test Pattern"的特点,同时对反射率因子和径向速度进行处理,得到区分该种回波资料与其他回波(降水回波、各种污染回波、晴空回波)的五个特征函数,包含反射率有效探测比率Rz, RF (Range Folding)值比率Rrf,有效回波匹配比率Rvz,反射率库间沿径向变化RNaz,反射率库间沿方位变化RNrz;并在此基础上,发展了基于模糊逻辑‘'Test Pattern'’的识别方法;通过对各种不同类型回波的统计结果说明该方法在识别‘'Test Pattern"中的作用;并且给出了镶嵌强降水回波的“Test Pattern"识别处理结果。 (3)通过直接对飓(台)风观测的原始模糊速度资料进行参数化涡旋模型的拟合,发展了一种最小二乘法来估计飓(台)风的最大切向风速VM和它离飓(台)风涡旋中心的径向距离RM。在本方法中,由于模糊造成的锯齿状不连续性都通过一个非传统的方法包含在一个价值函数公式中,这样可以确保价值函数在全局极小值周围的平滑和收敛性。并用模拟的雷达速度观测值来检查在控制参数的空间(VM,RM)内,全局极小值周围的价值函数几何学特征,从理论上论述该涡旋分析方法模拟飓(台)风观测速度的可行性。 (4)精细调整了涡旋分析,使VM和RM估计为高度的函数,因此可以为退模糊第一步中的背景检查在雷达扫描的每个仰角产生一个合适的背景径向速度场。这将以前开发的基于VAD的退模糊方法升级为自适应性地应用于飓(台)风扫描雷达径向速度中。对出现的严重模糊的径向速度的WSR-88D雷达飓风扫描观测到的飓风数据(602个体扫)、以及CINRAD/SA雷达扫描观测到的台风个例展开了测试,并用个例分析结果来举例说明了该涡旋分析方法升级后的稳定性和改进的性能。 (5)基于模糊逻辑算法,对业务运行的KICT双偏振雷达在2012年秋季迁徙季节收集到的鸟类回波和昆虫回波分别进行了统计分析,并发展了鸟类回波的识别技术。该技术可以通过以下两个步骤实现:(1)利用现有的业务双偏振WSR-88D雷达回波分类算法,发展简化的雷达回波分类算法,简单的将观测到的雷达回波分为三类:降水回波,地物回波和生物回波;(2)利用对鸟类回波和昆虫回波的分析,提取了区分两者的偏振特征参数,再对已经判定为生物回波的回波点进行判断,找出其中的鸟类回波,并给予标记和剔除。
【学位授予单位】:南京信息工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:P412.25

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 史锐,程明虎,崔哲虎,王柏忠;长江流域多普勒雷达回波强度资料对比分析[J];气象;2004年11期
2 张志强;刘黎平;谢明元;王红艳;肖艳娇;;CINRAD三维拼图产品显示系统[J];气象;2007年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡松;刘黎平;李超;张志强;;相邻新一代天气雷达回波强度误差分析[J];成都信息工程学院学报;2011年06期
2 邹书平;田楠;刘国强;周丽娜;许弋;;一次强冰雹天气过程双雷达回波特征参数对比分析[J];贵州气象;2012年03期
3 王丽荣;杨荣珍;李朝华;许宏利;;多普勒雷达三维拼图资料在强对流天气监测中的应用[J];气象与环境学报;2009年05期
4 伍静;刘黎平;尤卫红;崔哲虎;;应用雷达拼图数据估测降水试验[J];气象科技;2010年02期
5 张志强;刘黎平;王红艳;;三维可视化技术在雷达三维组网产品显示中的运用[J];气象科技;2010年05期
6 耿焕同;谭振;刘黎平;张志强;张勇;;台风雷达三维组网产品显示系统研制[J];气象科技;2012年02期
7 肖艳姣;刘黎平;杨洪平;;区域雷达网同步观测对比分析[J];气象学报;2007年06期
8 张晰莹;张礼宝;安英玉;石慕真;吴迎旭;;弱冰雹云雷达回波结构特征分析[J];气象;2008年02期
9 张志强;刘黎平;王红艳;肖艳姣;;华北区域四部雷达探测强度与定位一致性分析[J];气象;2008年09期
10 王红艳;刘黎平;肖艳娇;庄薇;王改利;;新一代天气雷达三维数字组网软件系统设计与实现[J];气象;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 王红艳;刘黎平;肖艳娇;王改利;庄薇;张志强;;多普勒天气雷达三维数字组网系统开发及应用[A];2008年海峡两岸气象科学技术研讨会论文集[C];2008年
2 王丽荣;刘黎平;王立荣;郭卫红;曹春莉;;多普勒雷达反射率因子三维拼图产品垂直廓线特征分析[A];第28届中国气象学会年会——S1第四届气象综合探测技术研讨会[C];2011年
3 伍静;刘黎平;尤卫红;崔哲虎;;应用雷达拼图数据估测降水的试验[A];S9 雷达探测技术研究与应用[C];2012年
4 伍静;刘黎平;尤卫红;崔哲虎;;自动雨量站的质量控制及降水资料评估[A];S8 大气探测与仪器新技术、新方法[C];2012年
5 邹书平;;贵州雷达同步观测差异性分析[A];创新驱动发展 提高气象灾害防御能力——S1第五届气象综合探测技术研讨会[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 肖艳姣;新一代天气雷达三维组网技术及其应用研究[D];南京信息工程大学;2007年
2 江源;天气雷达观测资料质量控制方法研究及其应用[D];中国气象科学研究院;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 侯焕;VTK技术在雷达图像可视化中的研究与应用[D];中国海洋大学;2010年
2 江源;新一代天气雷达气象回波与非气象回波识别方法的研究[D];中国气象科学研究院;2008年
3 刘鹏;星载测雨雷达探测结果与地面雨量计观测结果之比较[D];中国科学技术大学;2009年
4 万光洁;天气雷达综合降水系统的数据插值功能实现[D];中国民用航空飞行学院;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 程明虎,史锐,徐慧;5cm数字化雷达降水衰减订正[J];科学通报;2000年13期
2 肖艳姣;刘黎平;;新一代天气雷达网资料的三维格点化及拼图方法研究[J];气象学报;2006年05期
3 葛润生,朱晓燕,姜海燕;提高多普勒天气雷达晴空探测能力的一种方法[J];应用气象学报;2000年03期
4 刘黎平,张沛源,梁海河,牛昉,周海光;双多普勒雷达风场反演误差和资料的质量控制[J];应用气象学报;2003年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈树德;712天气雷达故障排除一例[J];气象;1980年04期
2 葛润生;;我国雷达气象二十年[J];气象科技;1983年02期
3 G.A.克利夫特(Clift);曹学柱;;欧洲天气雷达网的协作计划[J];气象科技;1983年04期
4 高树俊;利用天气雷达资料预报强对流天气的一种方法[J];山东气象;1986年04期
5 何建新,王中科,王永丽;天气雷达数字化回波图的平滑处理[J];成都气象学院学报;1997年01期
6 鲁礼炳;荆州CINRAD-CCJ天气雷达资料分析处理的若干技术[J];湖北气象;2003年03期
7 俞文秀;多普勒天气雷达故障检修经验浅谈[J];江西气象科技;2004年03期
8 段勇;陈富强;;西宁新一代天气雷达性能分析[J];青海气象;2005年01期
9 刘维成;尚大成;张宇飞;姚正楠;;兰州新一代天气雷达数据误差来源分析[J];干旱气象;2008年01期
10 M·阿伦森;张世忠;;瑞典天气雷达在未来观测和预报系统中的作用[J];气象科技;1983年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘维成;;兰州新一代天气雷达数据误差来源分析[A];中国气象学会2007年年会气象综合探测技术分会场论文集[C];2007年
2 王彦;吕江津;王庆元;吴丹朱;贾惠珍;;一次雷暴大风的中尺度结构特征分析[A];全国优秀青年气象科技工作者学术研讨会论文集[C];2006年
3 黄兴友;王振会;张培昌;顾松山;刘慧娟;;提高雷达测量降雨精度的几个可行方法[A];2007年海峡两岸气象科学技术研讨会论文集[C];2007年
4 裴翀;夏元彩;杜建苹;邵楠;胡学英;;新一代天气雷达备件消耗评估[A];2010中国仪器仪表学术、产业大会(论文集2)[C];2010年
5 孙嘉兴;;天津市气象局WSR-81S天气雷达的异地遥控改造[A];首届气象仪器与观测技术交流和研讨会学术论文集[C];2001年
6 匡本贺;;新一代天气雷达雷击灾害分析及对策[A];2006年湖北省气象学会学术年会暨湖北省第一届防雷论坛学术论文详细文摘汇集[C];2006年
7 范晖;曹俊武;;天气雷达数据浏览器的设计[A];中国气象学会雷达气象学委员会第三届学术年会文集[C];2008年
8 王仁德;何炳发;;新一代天气雷达天线馈源撑杆散射对副瓣的影响[A];中国电子学会第七届学术年会论文集[C];2001年
9 胡全玲;胡细根;周俊;张满根;古名岸;;IGBT在CINRAD/SC天气雷达中的应用分析[A];第27届中国气象学会年会雷达技术开发与应用分会场论文集[C];2010年
10 董金虎;彭洁文;李永红;;新一代天气雷达公众照射强度分析[A];中国气象学会雷达气象学委员会第三届学术年会文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 毛广绘 通讯员 吴新波;浙西防灾有了千里眼[N];浙江日报;2009年
2 王蕊;我国天气雷达的发展近况[N];中国气象报;2010年
3 本报记者 郑菲;SA天气雷达基资料质量明显提高[N];中国气象报;2011年
4 郑菲 仰美霖;让天气雷达告别“单兵作战”[N];中国气象报;2008年
5 本报记者 冯颖;富源县气象局局长王云 天气雷达一刻不停[N];中国气象报;2010年
6 本报记者 李涛;天气雷达:为伊犁发展安装“天眼”[N];伊犁日报(汉);2010年
7 通讯员 张晓荣;雅安市政府推进天气雷达建设[N];中国气象报;2010年
8 通讯员 王芦 陈松;驻马店天气雷达防雷工程通过验收[N];中国气象报;2010年
9 陈磊 康存季;使天气雷达体系跻身世界一流[N];中国气象报;2003年
10 见习记者 王翟;新型天气雷达将“坐镇”衡阳[N];衡阳日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 江源;天气雷达观测资料质量控制方法研究及其应用[D];南京信息工程大学;2013年
2 江源;天气雷达观测资料质量控制方法研究及其应用[D];中国气象科学研究院;2013年
3 李南;多普勒雷达资料的退速度模糊、风场反演和临近预报的研究[D];南京信息工程大学;2011年
4 楚志刚;CINRAD-SA多普勒天气雷达速度模糊特征及退模糊方法研究[D];南京信息工程大学;2013年
5 张亚萍;利用新一代天气雷达观测资料制作流域径流预报的研究[D];南京信息工程大学;2007年
6 刘颖;分布式SAR运动目标检测雷达阵列误差估计方法研究[D];西安电子科技大学;2007年
7 郭志梅;利用天气雷达网监测神七返回舱试验及基于精细风场的神七伞降轨迹预测研究[D];南京信息工程大学;2011年
8 庄薇;青藏高原复杂地形雷达估测降水关键方法研究[D];中国气象科学研究院;2013年
9 庄薇;青藏高原复杂地形雷达估测降水关键方法研究[D];南京信息工程大学;2013年
10 熊毅;多普勒天气雷达中相位编码退距离模糊的研究[D];北京邮电大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 仰美霖;新一代天气雷达退速度模糊的方法研究及效果分析[D];中国气象科学研究院;2010年
2 卢江涛;利用天气雷达估测和预报降雨分布的研究[D];清华大学;2011年
3 万光洁;天气雷达综合降水系统的数据插值功能实现[D];中国民用航空飞行学院;2013年
4 唐顺仙;固态发射体制天气雷达部分性能优化的研究[D];成都信息工程学院;2013年
5 杨婷娅;脉冲多普勒天气雷达径向速度资料处理及对低空急流的识别[D];南京信息工程大学;2005年
6 宋立雪;毫米波多普勒雷达RHI退速度模糊研究[D];南京信息工程大学;2012年
7 高飞;基于S3C2410的X波段天气雷达综合测试仪设计[D];北京邮电大学;2011年
8 张亚萍;天气雷达定量估测降水精度的评估[D];南京气象学院;2002年
9 于红博;基于双基多普勒天气雷达资料的风场重建研究与软件开发[D];南京气象学院;2004年
10 隋文海;CINRAD/SA天气雷达天伺系统研究与分析[D];西安电子科技大学;2009年
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