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《解放军信息工程大学》 2010年
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基于GIS的气象雷达因子标定与雨量反演的技术研究

吴建华  
【摘要】:气象雷达作为测量降水的主要工具,在灾害性天气监测和预警方面发挥着越来越重要的作用。为满足社会发展和人民生活对气象服务的需求,国家‘十一五’的总体目标明确指出要加快气象雷达网的建设工作,不断提高气象雷达测量降水的准确率。但是新安装的气象雷达如CTL-713C数字化气象雷达在降水测量过程中使用的是默认的Z ? I关系,以致于不能提供准确的雨量信息。因此,结合地面雨量计的雨量资料,加强Z ? I关系中气象雷达因子A和b的标定工作,实现气象雷达的本地化,将有助于提高气象雷达的应用效率。地理信息系统(GIS)作为一门重要的空间信息技术,以其强大的绘图、数据管理和空间分析等功能在越来越多的信息建设中发挥着不可替代的作用。因此,加强GIS技术在雷达测量降水中的应用研究,提高雷达测量降水的准确率,对我国的气象服务工作具有非常重要的意义。 本文主要研究了在GIS平台下气象雷达因子标定和雨量反演的相关技术与实现,包括气象雷达因子的标定、气象雷达雨量反演和基于GIS的气象雷达因子标定和雨量反演系统的设计与实现等三个方面的内容。 1.气象雷达因子的标定。首先说明了气象雷达因子标定的目的,分析了气象雷达因子标定的原理;其次给出了实现气象雷达因子标定的一些关键技术,包括时间权重平均法、空间定位处理、GIS时空标定和雨量计的雨量校准;最后采用这些关键技术,设计了气象雷达因子标定的技术方案。 2.气象雷达反演雨量。在气象雷达因子标定完成的基础上,对雷达回波数据进行时间权重平均和空间定位处理等预处理,然后结合GIS技术利用图层叠加反演和栅格图像直接反演两种方式,实现了气象雷达雨量的反演。 3.在上述研究的基础上,对基于GIS的气象雷达因子标定和雨量反演系统进行了需求分析与可行性分析、数据库设计及功能设计,并采用MapX作为系统信息处理平台,结合SQL server 2000关系数据库和Viual C++可视化开发环境完成了系统的开发。实现了气象雷达测量的回波数据与地面雨量计的雨量数据存储、检索、地图显示和前期数据的预处理,解决了雷达回波数据与雨量数据在时间和空间上显示一致性、时间序列对降水的影响和迭代标定等问题,实现了气象雷达因子的标定和雨量的反演,提高了气象雷达测量降水的准确率。
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