基于多普勒雷達(dá)圖像的風(fēng)暴運(yùn)動(dòng)分析.pdf

1、近年來，由于溫室效應(yīng)的影響，雷暴、冰雹和龍卷風(fēng)等劇烈變化天氣頻繁發(fā)生，已對(duì)人們的生產(chǎn)和生活造成嚴(yán)重危害，而采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息處理技術(shù)建立的多普勒雷達(dá)預(yù)警系統(tǒng)是對(duì)災(zāi)害性天氣進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)、分析和預(yù)報(bào)的最有效的手段。因此，我國(guó)目前已在災(zāi)害性天氣頻發(fā)地區(qū)建立了該預(yù)警系統(tǒng)，并在實(shí)際的應(yīng)用中積累經(jīng)驗(yàn)，不斷提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率水平，而這一工作中的關(guān)鍵技術(shù)就是研究探索風(fēng)暴運(yùn)動(dòng)過程中多普勒雷達(dá)圖像的數(shù)據(jù)處理和算法優(yōu)化。 本文基于計(jì)算機(jī)視覺理論，

2、首次將運(yùn)動(dòng)估計(jì)中的光流法用于雷達(dá)圖像中風(fēng)暴運(yùn)動(dòng)的矢量場(chǎng)分析；同時(shí)首次將曲線演化理論中的level set方法用于風(fēng)暴輪廓的追蹤分析。 在對(duì)京津地區(qū)雷達(dá)站五年觀測(cè)數(shù)據(jù)分析處理后，本文選取多個(gè)典型個(gè)例，作為上述方法的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時(shí)在Windows環(huán)境下，以VC++為開發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了所有的算法的優(yōu)化與實(shí)驗(yàn)。 在采用光流法進(jìn)行分析時(shí)，本文通過實(shí)驗(yàn)確定了光流法中不同的算法在分析雷達(dá)圖像運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)時(shí)所需要的最佳參數(shù)，這些算法主要

3、是匹配法、全局平滑約束法和局部平滑約束法，同時(shí)采用分塊插值的方法對(duì)局部平滑約束法進(jìn)行了改進(jìn)，明顯的提高了運(yùn)算的速度。對(duì)三種方法所生成的矢量場(chǎng)本文也進(jìn)行了對(duì)比分析，實(shí)驗(yàn)表明，局部平滑約束法在平滑性和準(zhǔn)確性方面效果更好。最后，采用一種改進(jìn)的外推預(yù)報(bào)法和列聯(lián)表評(píng)價(jià)對(duì)上述三種方法進(jìn)行了定性對(duì)比和定量分析，結(jié)果也表明，局部平滑約束法要優(yōu)于其他方法。 在采用level set方法進(jìn)行分析時(shí)，本文利用鏈碼、插值的方法解決了曲線(邊界)在演化后