與所述回波數(shù)據(jù)點的中間坐標位置相同的點的速度矢量。
[0045]由此可見，本發(fā)明的有益效果為:
[0046]本發(fā)明公開的天氣雷達回波圖像的預測方法和預測裝置，在傳統(tǒng)風暴跟蹤的基礎上，基于被預測地區(qū)高空中各位置的氣流的速度矢量(也就是被預測地區(qū)的天氣雷達回波圖像的速度矢量圖)對風暴的未來運動進行非線性外推，預測過程更加符合風暴的運動規(guī)律，因此能夠更加準確地預測天氣雷達回波圖像，從而提高天氣預測的準確性。尤其對于兩小時以內(nèi)的短時風暴形態(tài)以及相應的降水量大小能夠準確進行預測。
【附圖說明】
[0047]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0048]圖1為本發(fā)明公開的一種天氣雷達回波圖像的預測方法的流程圖；
[0049]圖2為天氣雷達回波圖像的速度矢量圖的一種示例圖；
[0050]圖3為本發(fā)明公開的一種天氣雷達回波圖像的預測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051 ]圖4為圖3所示預測裝置中速度矢量圖確定單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖5為圖3所示預測裝置中圖像預測單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0053]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0054]本發(fā)明公開天氣雷達回波圖像的預測方法及預測裝置，通過非線性外推的方式更加準確地預測天氣雷達回波圖像，從而提高天氣預測的準確性。
[0055]參見圖1，圖1為本發(fā)明公開的一種天氣雷達回波圖像的預測方法的流程圖。該預測方法包括:
[0056]步驟Sll:對第一區(qū)域在第一時間段內(nèi)的多個天氣雷達回波圖像進行分析，確定第一地區(qū)的天氣雷達回波圖像在第一時刻的速度矢量圖。其中，第一時間段為:從位于第一時刻之前的預定時刻到第一時刻之間的時間段。
[0057]利用多普勒雷達周期性的對某一地區(qū)的云層進行檢測，并存儲檢測得到的天氣雷達回波圖像。天氣雷達回波圖像是一個二維圖片，該圖片包含大量的回波數(shù)據(jù)點，每個回波數(shù)據(jù)點具有相應的回波強度。另外，天氣雷達回波圖像中的每個回波數(shù)據(jù)點均對應特定的區(qū)域面積，例如一個回波數(shù)據(jù)點對應I平方公里。
[0058]當需要確定第一地區(qū)的天氣雷達回波圖像在第一時刻的速度矢量圖時，獲取處于該第一時刻之前的一段時間內(nèi)的多個天氣雷達回波圖像，對獲取到的多個天氣雷達回波圖像進行分析，就可以確定第一地區(qū)的天氣雷達回波圖像在第一時刻的速度矢量圖，也就是確定在第一時刻獲得的第一地區(qū)的天氣雷達回波圖像中各坐標點的速度矢量。
[0059]例如:利用多普勒雷達按照10分鐘的間隔周期性的對第一地區(qū)的云層進行檢測，當需要確定第一地區(qū)的天氣雷達回波圖像在12:00的速度矢量圖時，獲取在12:00之前采集到的至少一個天氣雷達回波圖像，如獲取在11: 50和11:40采集到的天氣雷達回波圖像，之后對在11:40、11:50和12:00采集到的三個天氣雷達回波圖像進行分析，以確定第一地區(qū)的天氣雷達回波圖像在12:00的速度矢量圖。
[0060]某一地區(qū)的天氣雷達回波圖像的速度矢量圖反應了該地區(qū)高空中各位置的氣流的流動方向和速度，并且在一段時間內(nèi)保持不變或存在較小的變化。圖2為天氣雷達回波圖像的速度矢量圖的一種示例。
[0061]步驟S12:將第一時刻的天氣雷達回波圖像作為基準天氣雷達回波圖像。
[0062]步驟S13:利用當前的基準天氣雷達回波圖像和速度矢量圖進行非線性外推，確定目標時刻的天氣雷達回波圖像。其中，目標時刻為:當前的基準天氣雷達回波圖像對應的時刻延遲預設步長時間后的時刻。
[0063]實施中，可以采用前向非線性外推方式:根據(jù)速度矢量圖能夠確定基準天氣雷達回波圖像中各個回波數(shù)據(jù)點的速度矢量，在基準天氣雷達回波圖像中的各個回波數(shù)據(jù)點的速度矢量已知的情況下，就可以計算各個回波數(shù)據(jù)點在預設步長時間之后所處的位置，也就是預測出在預設步長時間之后的天氣雷達回波圖像。
[0064]另外，也可以采用后向非線性外推方式:根據(jù)速度矢量圖和基準天氣雷達回波圖像，確定目標時刻各個位置的回波數(shù)據(jù)點具體是預設步長時間之前的哪個回波數(shù)據(jù)點。以目標時刻的X位置為例:根據(jù)X位置的速度矢量，能夠確定X位置在目標時刻的云層來自預設步長時間之前的X‘位置，將預設步長時間之前的X‘位置的回波強度作為X位置在目標時刻的回波強度。
[0065]這里需要說明的是，天氣雷達回波圖像中回波數(shù)據(jù)點的坐標位置與產(chǎn)生該回波數(shù)據(jù)點的云層的空間位置是對應的。
[0066]步驟S14:判斷當前的目標時刻是否為第二時刻，根據(jù)判斷結(jié)果執(zhí)行步驟S15或者步驟S16。其中，第二時刻為位于第一時刻之后的時刻。
[0067]步驟S15:在當前的目標時刻為第二時刻的情況下，確定當前的目標時刻的天氣雷達回波圖像為預測結(jié)果。
[0068]步驟S16:在當前的目標時刻不是第二時刻的情況下，確定當前的目標時刻的天氣雷達回波圖像為新的基準天氣雷達回波圖像，再次執(zhí)行步驟S13及后續(xù)步驟。
[0069]在每次基于當前的基準天氣雷達回波圖像確定目標時刻的天氣雷達回波圖像后，如果本次預測得到了第二時刻的天氣雷達回波圖像，則整個預測過程完成，如果本次預測得到的是第一時刻與第二時刻之間的某一時刻的天氣雷達回波圖像，則將本次預測得到的天氣雷達回波圖像作為新的基準天氣雷達回波圖像，之后基于新的基準天氣雷達回波圖像確定目標時刻的天氣雷達回波圖像，直至得到第二時刻的天氣雷達回波圖像。
[0070]這里結(jié)合實例進行說明:
[0071]以北京地區(qū)在12:00的天氣雷達回波圖像作為初始數(shù)據(jù)，預測北京地區(qū)在13:00的天氣雷達回波圖像。假設預設時間步長為6分鐘。
[0072]首先，對位于12:00之前的一段時間內(nèi)(如11:00至12:00)北京地區(qū)的多個天氣雷達回波圖像進行分析，確定北京地區(qū)的天氣雷達回波圖像在12:00的速度矢量圖。
[0073]之后，將北京地區(qū)在12:00的天氣雷達回波圖像作為基準天氣雷達回波圖像，利用上述速度矢量圖和當前的基準天氣雷達回波圖像(也就是12:00的天氣雷達回波圖像)確定北京地區(qū)在12:06的天氣雷達回波圖像。
[0074]之后，將預測出的北京地區(qū)在12:06的天氣雷達回波圖像作為新的基準天氣雷達回波圖像，利用上述速度矢量圖和當前的基準天氣雷達回波圖像(也就是12:06的天氣雷達回波圖像)確定北京地區(qū)在12:12的天氣雷達回波圖像。
[0075]以此類推，經(jīng)過多次預測操作，確定北京地區(qū)在12:54的天氣雷達回波圖像。
[0076]之后，將預測出的北京地區(qū)在12:54的天氣雷達回波圖像作為新的基準天氣雷達回波圖像，利用上述速度矢量圖和當前的基準天氣雷達回波圖像(也就是12:54的天氣雷達回波圖像)確定北京地區(qū)在13:00的天氣雷達回波圖像，完成整個預測過程。
[0077]本發(fā)明公開的天氣雷達回波圖像的預測方法，在傳統(tǒng)風暴跟蹤的基礎上，基于被預測地區(qū)高空中各位置的氣流的速度矢量對風暴的未來運動進行非線性外推，預測過程更加符合風暴的運動規(guī)律，因此能夠更加準確地預測天氣雷達回波圖像，從而提高天氣預測的準確性。尤其對于兩小時以內(nèi)的短時風暴形態(tài)以及相應的降水量大小能夠準確進行預測。
[0078]實施中，對第一區(qū)域在第一時間段內(nèi)的多個天氣雷達回波圖像進行分析，確定所述第一地區(qū)的天氣雷達回波圖像在第一時刻的速度矢量圖，可以采用如下方式:
[0079]1、比較第一時間段內(nèi)的多個天氣雷達回波圖像的區(qū)域梯度變化，確定第一時刻的天氣雷達回波圖像中特定角點的速度矢量。在圖像處理領域中，角點是指圖像中特征明顯的點。
[0080]2、基于上述特定角點的速度矢量，利用雙線性插值法確定第一時刻的天氣雷達回波圖像中全部回波數(shù)據(jù)點的速度矢量，形成第一地區(qū)的天氣雷達回波圖像在第一時刻的速度矢量圖。
[0081]本發(fā)明通過比較第一時刻的天氣雷達回波圖像以及第一時刻之前的天氣雷達回波圖像，確定第一時刻的天氣雷達回波圖像中特定角點的速度矢量，之后通過雙線性差值處理確定第一時刻的天氣雷達回波圖像中全部回波數(shù)據(jù)點的速度矢量。
[0082]實施中，利用當前的基準天氣雷達回波圖像和速度矢量圖進行非線性外推，確定目標時刻的天氣雷達回波圖像，可以采用如下方式:
[0083]1、基于速度矢量圖確定當前的基準天氣雷達回波圖像中各回波數(shù)據(jù)點的速度矢量。
[0084]2、根據(jù)當前的基準天氣雷達回波圖像中各回波數(shù)據(jù)點的坐標位置以及各回波數(shù)據(jù)點的速度矢量，計算各回波數(shù)據(jù)點在目標時刻的坐標位置，形成目標時刻的天氣雷達回波圖像。
[0085]當前的基準天氣雷達回波圖像中各回波數(shù)據(jù)點的速度矢量是已知的，同時各回波數(shù)據(jù)點的坐標位置是已知的，據(jù)此就可以計算當前的基準天氣雷達回波圖像中各回波數(shù)據(jù)點在目標時刻的坐標位置，全部回波數(shù)據(jù)點在目標時刻的坐標位置均確定后，就形成了目標時刻的天氣雷達回波圖像。
[0086]實施中，為了減小計算各回波數(shù)據(jù)點在目標時刻的坐標位置這一步驟的運算量，可以按照預設規(guī)則在當前的基準天氣雷達回波圖像中