降水?dāng)?shù)量(雨團(tuán)的平均地表降水率，雨團(tuán)的最大地表降水率，雨團(tuán)的降水率標(biāo)準(zhǔn)差):分別統(tǒng)計(jì)任一雨團(tuán)內(nèi)四種不同的降水類型(對(duì)流、層云、淺對(duì)流、其他)的像素?cái)?shù)。
[0046]雨團(tuán)總平均降水率廓線及總平均降水率標(biāo)準(zhǔn)差廓線:對(duì)雨團(tuán)所有像素點(diǎn)的降水率廓線(如某像素某一層降水率為0，仍作為其值為O的有效樣本參與計(jì)算)進(jìn)行平均和標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)。
[0047]雨團(tuán)總平均降水回波廓線及總平均降水回波標(biāo)準(zhǔn)差廓線:對(duì)雨團(tuán)所有像素點(diǎn)的降水回波廓線(如某像素某一層降水回波為0，仍作為其值為O的有效樣本參與計(jì)算)進(jìn)行平均和標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)。
[0048]雨團(tuán)各類型平均降水率廓線:同總平均降水率廓線，僅選擇各類型的降水像素作為樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
[0049]雨團(tuán)各類型平均降水回波廓線:同總平均降水回波廓線，僅選擇各類型的降水像素作為樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
[0050]步驟14:將計(jì)算得到的雨團(tuán)幾何特征參數(shù)和物理特征參數(shù)與所述雨團(tuán)的海陸和地形高度信息、PR原始的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，構(gòu)建雨團(tuán)特征參數(shù)數(shù)據(jù)集。
[0051]在具體實(shí)現(xiàn)中，星載測(cè)雨雷達(dá)PR原始的數(shù)據(jù)是指雨團(tuán)內(nèi)各個(gè)像素的經(jīng)瑋度、地表降水率、凍結(jié)層高度、降水回波頂高度及相應(yīng)的降水率廓線和降水回波廓線等。
[0052]特征參數(shù)集構(gòu)建過程是指:將之前步驟獲得的雨團(tuán)幾何參數(shù)和物理參數(shù)、海陸及地形高度信息、雨團(tuán)內(nèi)各像素降水信息按照雨團(tuán)發(fā)生的年月日進(jìn)行編號(hào)，文件名包含雨團(tuán)中心點(diǎn)位置、時(shí)間和軌道號(hào)及雨團(tuán)大小，以方便用戶使用。
[0053]舉例來(lái)說，如圖2所示為本發(fā)明所舉實(shí)例一次降水過程中雨團(tuán)識(shí)別、計(jì)算的效果示意圖，圖2中:黑色和白色圓圈分別為星載測(cè)雨雷達(dá)識(shí)別為對(duì)流降水和層云降水的像素，其中淺對(duì)流也屬于對(duì)流降水；通過步驟11、12、13所列的過程，對(duì)雨團(tuán)進(jìn)行了識(shí)別，并計(jì)算得到了雨團(tuán)幾何特征參數(shù)和物理特征參數(shù)，圖中的矩形為計(jì)算獲得的包圍此雨團(tuán)的最小外接矩形，同時(shí)右側(cè)即給出了計(jì)算得到的雨團(tuán)的幾何特征參數(shù)或物理特征參數(shù)，例如此雨團(tuán)長(zhǎng)約 330.1km，寬約 150.7km。
[0054]如圖3所示為該次降水過程的匹配效果示意圖，其中圖3a代表地表降水強(qiáng)度分布，圖3b為像素所處位置的地形高度，圖3c為凍結(jié)層高度，圖3d為降水回波頂高度。由于這些變量的來(lái)源不同(有的是原始數(shù)據(jù)，有的是定義并計(jì)算得到的結(jié)果)，為了把他們寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，我們利用步驟14的方法進(jìn)行了匹配計(jì)算，具體是將各個(gè)像素所對(duì)應(yīng)的不同類型數(shù)據(jù)統(tǒng)一歸在一起，所得到的結(jié)果就是，任意給定一個(gè)雨團(tuán)內(nèi)的像素，便可迅速得到它的各種?目息O
[0055]如圖4所示為本發(fā)明實(shí)例所提供的匹配方法的應(yīng)用實(shí)例示意圖，其中左圖為整個(gè)雨團(tuán)降水率的平均廓線，右圖為整個(gè)雨團(tuán)雷達(dá)回波的高度頻率等值線圖(CFAD)。兩張圖均較好的表現(xiàn)出了一個(gè)包含多降水像素雨團(tuán)的垂直結(jié)構(gòu)的整體信息。
[0056]基于上述的方法，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種雨團(tuán)識(shí)別及其特征參數(shù)的構(gòu)建裝置，如圖5所示為本發(fā)明實(shí)施例所提供裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，所述裝置包括:
[0057]雨團(tuán)識(shí)別單元，用于利用星載測(cè)雨雷達(dá)提供的降水量對(duì)降水像素進(jìn)行識(shí)別，將所述星載測(cè)雨雷達(dá)在掃描寬度范圍內(nèi)探測(cè)的完整降水區(qū)識(shí)別為雨團(tuán)；
[0058]海陸和地形高度信息獲取單元，用于結(jié)合南北40度之間以及3至10公里水平分辨率范圍的地形數(shù)據(jù)對(duì)所述雨團(tuán)進(jìn)行匹配，得到所述雨團(tuán)的海陸和地形高度信息；
[0059]特征參數(shù)獲取單元，用于根據(jù)所述雨團(tuán)的物理內(nèi)涵，定義所述雨團(tuán)的幾何特征參數(shù)和物理特征參數(shù)，并計(jì)算所定義的雨團(tuán)幾何特征參數(shù)和物理特征參數(shù)；
[0060]特征參數(shù)數(shù)據(jù)集構(gòu)建單元，用于將計(jì)算得到的雨團(tuán)幾何特征參數(shù)和物理特征參數(shù)與所述雨團(tuán)的海陸和地形高度信息、星載測(cè)雨雷達(dá)原始的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，構(gòu)建雨團(tuán)特征參數(shù)數(shù)據(jù)集。
[0061]另外，在具體實(shí)現(xiàn)過程中，所述雨團(tuán)識(shí)別單元可以包括:
[0062]降水像素識(shí)別模塊，用于在某一像素的地表降水率大于0.4mm/h，將該像素識(shí)別為降水像素，否則識(shí)別為非降水像素；
[0063]降水像素歸類模塊，用于在所述降水像素識(shí)別模塊識(shí)別出降水像素后，對(duì)相鄰位置的降水像素進(jìn)行識(shí)別和歸類，并剔除非降水像素；
[0064]雨團(tuán)訂正模塊，用于剔除被軌道截?cái)嗟姆峭暾陥F(tuán)以及包含像素?cái)?shù)小于4個(gè)的微型雨團(tuán)。
[0065]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法和裝置能更好的揭示不同尺度、形態(tài)降水的幾何特征和物理特征及發(fā)生的地理環(huán)境特點(diǎn)，有利于認(rèn)識(shí)不同天氣系統(tǒng)的雨團(tuán)特性，從而為未來(lái)開發(fā)多儀器多波段多角度的衛(wèi)星聯(lián)合觀測(cè)數(shù)據(jù)融合提供了一個(gè)很好的試驗(yàn)平臺(tái)，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
[0066]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雨團(tuán)識(shí)別及其特征參數(shù)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述方法包括: 利用星載測(cè)雨雷達(dá)提供的降水量對(duì)降水像素進(jìn)行識(shí)別，將所述星載測(cè)雨雷達(dá)在掃描寬度范圍內(nèi)探測(cè)的完整降水區(qū)識(shí)別為雨團(tuán)； 結(jié)合南北40度之間以及3至10公里水平分辨率范圍的地形數(shù)據(jù)對(duì)所述雨團(tuán)進(jìn)行匹配，得到所述雨團(tuán)的海陸和地形高度信息； 根據(jù)所述雨團(tuán)的物理內(nèi)涵，定義雨團(tuán)的幾何特征參數(shù)和物理特征參數(shù)，并計(jì)算所定義的雨團(tuán)幾何特征參數(shù)和物理特征參數(shù)； 將計(jì)算得到的雨團(tuán)幾何特征參數(shù)和物理特征參數(shù)與所述雨團(tuán)的海陸和地形高度信息、星載測(cè)雨雷達(dá)原始的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，構(gòu)建雨團(tuán)特征參數(shù)數(shù)據(jù)集。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述雨團(tuán)識(shí)別及其特征參數(shù)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述將所述星載測(cè)雨雷達(dá)在掃描寬度范圍內(nèi)探測(cè)的完整降水區(qū)識(shí)別為雨團(tuán)的過程具體為: 如果像素的地表降水率大于0.4mm/h，則將該像素識(shí)別為降水像素，否則為非降水像素； 對(duì)相鄰位置的降水像素進(jìn)行識(shí)別和歸類，并剔除非降水像素； 再進(jìn)一步訂正，剔除被軌道截?cái)嗟姆峭暾陥F(tuán)以及包含像素?cái)?shù)小于4個(gè)的微型雨團(tuán)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述雨團(tuán)識(shí)別及其特征參數(shù)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述雨團(tuán)的海陸和地形高度信息包括: 雨團(tuán)像素所處位置的下墊面狀況，包括海洋、陸地或冰面信息； 大陸架高度信息。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述雨團(tuán)識(shí)別及其特征參數(shù)的構(gòu)建方法，其特征在于， 所定義的雨團(tuán)幾何特征參數(shù)包括以下一種或多種:雨團(tuán)的最小外接矩形，雨團(tuán)的四個(gè)特征點(diǎn)，雨團(tuán)的中心點(diǎn)位置，雨團(tuán)的長(zhǎng)軸與短軸長(zhǎng)度，雨團(tuán)的平均尺度，雨團(tuán)的充塞度，雨團(tuán)長(zhǎng)軸與瑋圈的角度； 所定義的雨團(tuán)物理特征參數(shù)包括以下一種或多種:雨團(tuán)的平均地表降水率，雨團(tuán)的最大地表降水率，雨團(tuán)的降水率標(biāo)準(zhǔn)差，雨團(tuán)的平均降水回波頂高度，雨團(tuán)的降水回波頂最大高度，雨團(tuán)總平均降水率廓線，雨團(tuán)總平均降水回波廓線，雨團(tuán)總平均降水率標(biāo)準(zhǔn)差廓線，雨團(tuán)總平均降水回波標(biāo)準(zhǔn)差廓線，雨團(tuán)各類型平均降水率廓線，雨團(tuán)各類型平均降水回波廓線。5.一種雨團(tuán)識(shí)別及其特征參數(shù)的構(gòu)建裝置，其特征在于，所述裝置包括: 雨團(tuán)識(shí)別單元，用于利用星載測(cè)雨雷達(dá)提供的降水量對(duì)降水像素進(jìn)行識(shí)別，將所述星載測(cè)雨雷達(dá)在掃描寬度范圍內(nèi)探測(cè)的完整降水區(qū)識(shí)別為雨團(tuán)； 海陸和地形高度信息獲取單元，用于結(jié)合南北40度之間以及3至10公里水平分辨率范圍的地形數(shù)據(jù)對(duì)所述雨團(tuán)進(jìn)行匹配，得到所述雨團(tuán)的海陸和地形高度信息； 特征參數(shù)獲取單元，用于根據(jù)所述雨團(tuán)的物理內(nèi)涵，定義所述雨團(tuán)的幾何特征參數(shù)和物理特征參數(shù)，并計(jì)算所定義的雨團(tuán)幾何特征參數(shù)和物理特征參數(shù)； 特征參數(shù)數(shù)據(jù)集構(gòu)建單元，用于將計(jì)算得到的雨團(tuán)幾何特征參數(shù)和物理特征參數(shù)與所述雨團(tuán)的海陸和地形高度信息、星載測(cè)雨雷達(dá)原始的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，構(gòu)建雨團(tuán)特征參數(shù)數(shù)據(jù)集。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述雨團(tuán)識(shí)別及其特征參數(shù)的構(gòu)建裝置，其特征在于，所述雨團(tuán)識(shí)別單元進(jìn)一步包括: 降水像素識(shí)別模塊，用于在某一像素的地表降水率大于0.4mm/h，將該像素識(shí)別為降水像素，否則識(shí)別為非降水像素； 降水像素歸類模塊，用于在所述降水像素識(shí)別模塊識(shí)別出降水像素后，對(duì)相鄰位置的降水像素進(jìn)行識(shí)別和歸類，并剔除非降水像素； 雨團(tuán)訂正模塊，用于剔除被軌道截?cái)嗟姆峭暾陥F(tuán)以及包含像素?cái)?shù)小于4個(gè)的微型雨團(tuán)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雨團(tuán)識(shí)別及其特征參數(shù)的構(gòu)建方法和裝置，該方法首先利用星載測(cè)雨雷達(dá)提供的降水量對(duì)降水像素進(jìn)行識(shí)別，將所述PR在掃描寬度范圍內(nèi)探測(cè)的完整降水區(qū)識(shí)別為雨團(tuán)；結(jié)合南北40度之間以及3至10公里水平分辨率范圍的地形數(shù)據(jù)對(duì)所述雨團(tuán)進(jìn)行匹配，得到所述雨團(tuán)的海陸和地形高度信息；根據(jù)所述雨團(tuán)的物理內(nèi)涵定義雨團(tuán)的幾何特征參數(shù)和物理特征參數(shù)，并計(jì)算所定義的雨團(tuán)幾何特征參數(shù)和物理特征參數(shù)；將計(jì)算得到的雨團(tuán)幾何特征參數(shù)和物理特征參數(shù)與所述雨團(tuán)的海陸和地形高度信息、PR原始數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，構(gòu)建雨團(tuán)特征參數(shù)數(shù)據(jù)集。該方法和裝置有利于認(rèn)識(shí)不同天氣系統(tǒng)的雨團(tuán)特性，為未來(lái)開發(fā)多儀器多波段多角度的衛(wèi)星聯(lián)合觀測(cè)數(shù)據(jù)融合提供了一個(gè)很好的試驗(yàn)平臺(tái)。
【IPC分類】G01W1/10
【公開號(hào)】CN105068151
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510482235
【發(fā)明人】陳逸倫, 傅云飛, 張奡祺
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月7日