強對流風暴體方位及形態(tài)外推算法研究.pdf

1、強對流天氣指的是發(fā)生突然、變化劇烈、破壞力極強,常伴有雷雨大風、冰雹、龍卷風、局部強降雨等強烈對流性災(zāi)害天氣。在多普勒天氣雷達反射率圖中,此類天氣狀況的發(fā)生與強對流風暴單體的相關(guān)性顯著。在進行強對流預(yù)報工作中,云團的多普勒雷達反射率圖是十分重要的參考資料,當前預(yù)報的主要模式也是基于對風暴體運動變化的趨勢外推來進行的。
　　為了在外推時盡可能的保留強對流風暴單體多普勒雷達圖像結(jié)構(gòu)與形態(tài)信息,本文提出一種“分層-雙向膨脹-合并-旋轉(zhuǎn)”

2、(RDBCE)外推算法。該算法以VS2010 MFC和OpenCV為開發(fā)工具,綜合運用計算機視覺、圖像識別技術(shù)和氣象科學知識,設(shè)計強對流風暴單體的自動識別和外推模型,主要工作可以分為以下幾個方面:
　　首先讀取相鄰時刻風暴單體圖像,判斷出其位置偏移和角度偏移,根據(jù)強對流風暴體的層次結(jié)構(gòu)特點,將單體的彩色圖像分解成多幅二值圖像;對每幅圖像,識別出生長區(qū)域和收縮區(qū)域;提出對生長區(qū)域正膨脹和收縮區(qū)域反膨脹的雙向膨脹算法,解決圖像外輪廓凹

3、凸變化的外推;提出利用擬合橢圓長軸方向變化解決跟蹤對象的旋轉(zhuǎn)信息并實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)外推;各外推子圖像合成后,恰當?shù)匮永m(xù)了不同圖像區(qū)域的變化趨勢,使結(jié)構(gòu)和形態(tài)信息得以保留。
　　對于多個單體交疊的大塊風暴云團,該算法也設(shè)計了單體分別外推再融合到一起的模型,克服了傳統(tǒng)TREC算法中只考慮風暴體整體及局部位移的不足,為多核風暴云團結(jié)構(gòu)及形態(tài)外推提出了新的思路。實驗結(jié)果表明,本文外推圖像與真實圖像的幾個重要特征無顯著性差異。樣本的6分鐘外推圖像與