天气雷达反射率因子图像中三体散射自动识别-论文.pdf

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1、第47卷第8期天津大学学报(自然科学与工程技术版)、，01．47NO．82014年8月JournalofTianjinUniversity(ScienceandTechnology)Aug．2014DoI：10．11784Rdxbz201305037天气雷达反射率因子图像中三体散射自动识别王萍，杜雪峰，徐考基(天津大学电气与自动化工程学院，天津300072)摘要：三体散射的准确识别可以有效降低强冰雹的误警率、提高预报强冰雹的时效性．在详细分析三体散射产生机理的基础上，将三体散射按照其图像特点定义成2种类型．设计

2、标准模板，在将搜索区域进行标准化变换的配合下成功解决了楔状的、短的三体散射的自动识别；用链码技术将走向一致的区域边界的比例定量地描述出来，以此解决长直的三体散射的自动识别．实验表明，该方法对短三体散射的区域断裂和长三体散射的远端粘连具有不敏感性，对三体散射的总击中率达到94．8％，误警率不足1％．关键词：三体散射；楔状识别；链码特征提取；冰雹预警中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：0493—2137(2014)08．0711-08AutomaticIdentificationofThree—BodyS

3、catterSpikeintheDopplerRadarReflectivityImageWangPing，DuXuefeng，XuKaoji(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Theaccurateidentificationofthree-bodvscatterspike(TBSS)canreducethefalsealarmrateofstronghailand

4、improvethetimelinessofstronghailforecast．Thispaperprovidesadetailedanalysisoftheformationofthethree-bodyscatterspikeandthendefinesitintotwoclasses．Designingthestandardtemplate，normativelytransformingthetargetareasolvetheproblemofshort，cuneiform-shapedTBSSide

5、ntification；andthenthechaincodeisusedtocalculatethemaindirectionoftheboundaryforidentifyingthelongandstraightTBSS．TestshowsthatthemethodisnotgoodattheidentificationoftheshortTBSSwithbrokenregionorthelongTBSSwhoseendisconnectedwithothers．IdentificationrateofT

6、BSSiS94．8％andfalsealarmrateiSlessthan1％．Keywords：three-bodyscatterspike(TBSS)；cuneiform—shapedidentification；featureextractionfromthechaincode：hai1warning天气雷达是对强对流天气进行监测和预警的主即一种与强冰雹回波相关的、出现在强回波外侧、沿要工具之一．这种雷达按照预定的几个仰角分别依径向向外延伸的、弱的、窄带状的回波，并称其为次旋转360o向空中发射脉冲形式的

7、电磁波，当电磁“三体散射特征”，后来，Wilson等_3]称其为“火焰波遇到雪花、雨滴或冰雹等降水物质时，大部分能量回波(flarercho)”、Lemon[41称其为“三体散射长会继续前进，而有一小部分能量被降水物质向四面八钉”．根据Zmic[2]的理论，雷达发出的电磁波遇到强方散射，其中，向后散射的能量被雷达接收llJ从而探冰雹类降水物质时，向四周散射的能量会很强，于是测到这些降水物质的存在．为方便观测，雷达系统提使向下散射到地面的部分能量有能力返回到原降水供一种反射率图像以直观展现探测到的所有数据信物质再

8、回射到雷达，从而使雷达误认为在冰雹的径向息．1987年，Zmic[21在雷达反射率图像中首次发现了外侧存在着弱的降水物，因此在强冰雹回波的径向外“三体散射(three—bodyscatterspike，TBSS)”现象，延成虚假的、弱的回波．收稿日期：2013．05．17；修回日期：2013．06．19．基金项目：中国气象局气象探测中心2012年新一代天气雷达建设业务软件系统开发及应用