[发明专利]一种在风羽图上自动识别低空急流的方法及系统

说明书

本发明涉及一种在风羽图上自动识别低空急流的方法及系统，该方法包括：确定历史归一化风廓线；确定低空急流的特征参数范围；将历史归一化风廓线按时间排列，得到历史归一化的风速图；根据图中各点的特征量构造与特征量对应的成员函数，根据特征量和与特征量对应的成员函数，确定低空急流点；将低空急流点进行过滤和聚类处理，得到低空急流区域；根据各低空急流区域的特征量构造与特征量对应的成员函数，根据特征量和与特征量对应的成员函数，确定最终的低空急流区域。还涉及一种系统，该系统包括：接收器、处理器和输出设备。通过本发明可以实时地从风羽图上判断出是否存在低空急流，可以准确地定位低空急流区域，并输出低空急流的特征参数。

技术领域

本发明属于气象雷达领域，尤其涉及一种在风羽图上自动识别低空急流的方法及系统。

背景技术

目前，在风羽图上判决低空急流强度时，通常先抽出任一时刻各高度的风羽做出风廓线，再计算风速最大值和所在高度、风速高度比、此高度以上的风速切变等特征量。虽然这种做法可以较好地表征低空急流的某些信息，但若用于智能识别则相对简易，作为自动化流程可能会出现较高的漏报率，难以实时地从最新的风羽图上判决低空急流是否存在,无法准确输出关于低空急流的持续时间、高度范围、最大风速、急流强度等参数；且出于不同目的，各特征量一般单独使用、集成度较低，不便于急流的整体认知。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有识别低空急流的方法大多是人工识别或者现有的自动识别方法还未实现实时化，尤其是识别时会出现较高的漏报率，难以实时地从最新的风羽图上判决低空急流是否存在,无法准确输出关于低空急流的持续时间、高度范围、最大风速等参数，从而判断低空急流的强度。

为解决上面的技术问题，本发明提供了一种在风羽图上自动识别低空急流的方法，该方法包括：

S1，根据当前时刻低空急流的风廓线和预设时间段内低空急流的历史风廓线，确定历史归一化风廓线；

S2，根据低空急流的历史数据和所述历史归一化风廓线，确定所述低空急流的特征参数范围；

S3，将所述历史归一化风廓线按时间排列，得到历史归一化的风速图，其中所述历史归一化的风速图是以时间为横坐标、高度为纵坐标、速度为竖坐标的图像；

S4,计算所述历史归一化的风速图中各点的特征量，同时根据所述低空急流的特征参数范围构造与所述特征量对应的成员函数，并根据所述特征量和与所述特征量对应的成员函数，确定低空急流点；

S5，将所述低空急流点进行过滤和聚类处理，得到多个低空急流区域；

S6，计算每个所述低空急流区域的特征量，同时根据所述低空急流的特征参数范围构造与所述特征量对应的成员函数，并根据所述特征量和与所述特征量对应的成员函数，确定最终的低空急流区域。

本发明的有益效果：通过上述方法，可以实时地从风羽图上判断出是否存在低空急流，可以更加准确地定位低空急流区域,可以在风羽图上查看低空急流的持续时间、高度范围、最大风速、急流强度等参数，还可以根据不同用户的需求增减特征量以得到不同意义上的低空急流强度。

进一步地，所述特征参数范围包括：

低空急流带的下边界高度范围、低空急流带的上边界高度范围、低空急流带的最大风速范围、低空急流带的最大风速所在高度范围、低空急流带的风速升降段的梯度的模的范围和低空急流带的最大风速处的高斯曲率的范围。

上述进一步地有益效果：在有关低空急流先验知识的基础上根据当地历史数据调整参数，增加了本方法的地区适应性。

进一步地，确定所述低空急流带的风速升降段的梯度的模的范围和所述低空急流带的最大风速处的高斯曲率的范围的过程为：